CN101772537B

CN101772537B - 阻燃聚合物材料

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Publication number: CN101772537B
Application number: CN2008801005081A
Authority: CN
Inventors: T·富特尔; H·-D·内格勒; V·M·菲布拉; S·门格尔
Original assignee: Chemische Fabrik Budenhiem KG
Current assignee: Chemische Fabrik Budenhiem KG
Priority date: 2007-07-28
Filing date: 2008-07-25
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2028-07-25
Also published as: WO2009016129A1; KR20100040313A; ATE463531T1; CN101765629A; JP2010534756A; KR20100040907A; RU2490287C2; RU2010107383A; EP2074166A1; EP2057220B1; EP2057220A1; US20100227952A1; CN101765629B; ES2340823T3; US8444884B2; DE502008000529D1; ATE458782T1; WO2009016130A1; CN101772537A; EP2074166B1

Abstract

本发明涉及一种聚合物材料，该聚合物材料包含结合在聚合物基质内的无卤素阻燃剂，所述阻燃剂至少包含聚磷酸铵和/或其衍生物和低聚或聚合的1，3，5-三嗪衍生物或多种该物质的混合物，和至少一种选自以下的化合物：第II主族，第III主族或第IV主族的元素或者过渡元素Fe，Zn，Ti，Mn，Zr和Mo的磷酸盐，焦磷酸盐，聚磷酸盐，有机和无机膦酸盐，有机和无机亚膦酸盐，锡酸盐，钼酸盐或硼酸盐，预缩合的三聚氰胺衍生物，三聚氰胺盐和另外的化合物，磷酸乙二胺，磷酸哌嗪，焦磷酸哌嗪，1，3，5-三羟基乙基异氰脲酸酯，1，3，5-三缩水甘油基异氰脲酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯。其中组分A与组分B的重量比为10∶1至1∶1，以组分A、B、C和D的总重量为基准计，组分A和B的总量占60-99重量％，组分C和D的总量占1-40重量％。所述聚合物材料是热塑性高弹体(TPE)。

Description

阻燃聚合物材料

技术领域

本发明涉及一种包含结合入聚合物基质中的无卤素阻燃剂的聚合物材料。

背景技术

热塑性聚合物(包括热塑性高弹体)被用于许多的领域，例如用于电气和电子领域，用于结构建设领域，用于建筑技术，用于车辆制造，以及用于公共运输车辆。它们的优点在于良好的机械性质和可加工性以及化学稳定性。一种可能的使得所述聚合物具有阻燃性的方法是加入包含三氧化二锑的含有卤素的阻燃剂。另一种可能是加入不含卤素的物质，例如金属氢氧化物、有机或无机的磷酸盐或膦酸盐例如聚磷酸铵，以及协同活性物质例如碳源和发泡剂。

具体来说，所述无卤素阻燃剂的重要性在不断提升，这是因为所述无卤素阻燃剂不同于包含氯代或溴代有机化合物的阻燃剂，无卤素阻燃剂在燃烧的时候放出的烟较少，因此归类为环保材料。在阻燃剂物质中，磷酸、焦磷酸和聚磷酸的衍生物主要用于无卤素阻燃剂。上述物质的铵和三聚氰胺衍生物以及磷酸哌嗪和磷酸乙二胺具有特定的性质，当将它们结合入模塑组合物中的时候，它们会在高温下膨胀成很大体积的保护层，作为抵抗热源的绝热层。通过使用协同活性物质可以进一步加强这种性质。与含卤素的阻燃剂的作用方式不同的是，发生上述膨胀(所谓的膨大)的时候不会放出大量的烟。

在聚烯烃中使用上述阻燃剂经常无法提供足够的保护作用，必需另外加入协同活性物质，例如碳源和发泡剂。为了确保该阻燃剂组合物具有足够的效果，必需向聚合物中加入很高比例的阻燃剂，这会导致聚合物的机械性质和电学性质发生变化。

以前的特别有效的阻燃剂包含聚磷酸铵与胺的混合物，例如与三聚氰胺化合物和/或季戊四醇的混合物。其它的众所周知的膨大混合物是基于聚磷酸铵与THEIC(1，3，5-三羟基乙基异氰脲酸)的组合。

但是，这些混合物的缺点在于，即使在加入聚合物中之后，它们仍然具有极高的水溶性，因此会部分地溶出，因此无法再发挥作用。另外，它们具有低分解温度，这会导致在由待保护的聚合物模塑塑料制品的过程中，阻燃添加剂便会发生一定程度的分解。另外，尽管具有改进的效果，但必需以高浓度在聚合物中使用这些混合物才能获得，由此会造成聚合物的加工性能和挠性降低。

发明目的

鉴于以上背景，本发明的目的是提供一种聚合物材料，该聚合物材料包含结合入聚合物基质中的无卤素阻燃剂，相对于现有技术，所述无卤素阻燃剂具有改进的阻燃作用，可以以较小的浓度用于聚合物材料中，同时具有良好的阻燃作用，具有较低的水溶性，只会在高于已知阻燃剂分解温度的温度下分解，优选其分解温度高于聚合物的加工温度，所述聚合物材料具有良好的材料性质，良好的耐火性，同时具有良好的防水性。

发明详述

根据本发明，通过使用一种在聚合物基质中结合有无卤素阻燃剂的聚合物材料解决了上述问题，所述阻燃剂至少包含以下组分A和B：

A：聚磷酸铵和/或其衍生物，

B：具有以下通式的低聚的或聚合的1，3，5-三嗪衍生物或者一些该物质的混合物

其中

X是吗啉残基，哌啶残基或源自哌嗪的基团，

Y是源自哌嗪的二价基团

n是大于1的整数，

以及选自以下组分C和D的至少一种化合物：

C：第II主族，第III主族或第IV主族的元素或者过渡元素Fe，Zn，Ti，Mn，Zr和Mo的磷酸盐，焦磷酸盐，聚磷酸盐，有机和无机膦酸盐，有机和无机亚膦酸盐，锡酸盐，钼酸盐或硼酸盐，

D：预缩合的三聚氰胺衍生物，三聚氰胺盐和加合物，磷酸乙二胺，磷酸哌嗪，焦磷酸哌嗪，1，3，5-三羟基乙基异氰脲酸酯，1，3，5-三缩水甘油基异氰脲酸酯以及三烯丙基异氰脲酸酯，

其中组分A与组分B的重量比为10∶1至1∶1，以组分A、B、C和D的总重量为基准计，组分A和B的总量占60-99重量％，组分C和D的总量占1-40重量％，

所述聚合物材料是热塑性高弹体(TPE)。

在本发明的一个实施方式中，所述聚合物材料中无卤素阻燃剂的含量为5-60重量％，优选为10-40重量％。

组分A包括涂覆的和未涂覆的聚磷酸铵和/或其衍生物。

在本发明中，术语“涂覆的聚磷酸铵”包括简单涂覆的聚磷酸铵以及涂覆并且交联的聚磷酸铵。该涂层的效果在于，与未涂覆的聚磷酸铵相对，当将阻燃剂加入聚合物中的时候，由于进行了所述涂覆，使得阻燃剂的热稳定性提高，水溶性降低，与使用所述阻燃剂的聚合物基质的相容性提高。可通过对聚磷酸铵或其衍生物的粉末或细粒进行涂覆来制得组分A。

将组分A以粉末或细粒的形式加入阻燃剂中，在此情况下，着火时产生的烟明显少于含卤素的阻燃剂产生的烟。

组分B是1，3，5-三嗪衍生物的低聚物或混合物，或者数种所述物质的混合物，其与磷酸盐结合起来可以具有阻燃作用。组分B在强烈的热量作用下或者与火焰接触时会分解，产生不可燃的气体，包括水、二氧化碳、氨和氮，形成含碳的残渣。根据本发明，组分B在膨大混合物中作为碳源。

当组分A和B的重量比为10∶1至1∶1的时候，可以得到最佳的阻燃效果。如果组分B的比例更高或者更低，都会降低阻燃剂的效果。关于这一点，组分A和组分B的重量比优选为6∶1至2∶1，特别优选为5∶1至3∶1。另外，优选的是，以组分A、B、C和D的总重量为基准计，组分A和B的总量占85-99重量％，特别优选占90-95重量％，组分C和D的总量优选占1-15重量％，特别优选占5-10重量％。

组分C包含一些具有以下性质的物质，具体来说是盐：当其用于本发明的阻燃剂的时候，可以进一步减少放出的烟。因此，可以显著减少着火的时候由烟带来的毒性，与此同时阻燃剂的性能获得改进。另外，该组分会使得阻燃剂具有更高的效率，改进了使用所述阻燃剂的聚合物的机械性质。

组分D包括预缩合的三聚氰胺衍生物和/或三聚氰胺盐和加合物，磷酸乙二胺，磷酸哌嗪，焦磷酸哌嗪，1，3，5-三羟基乙基异氰脲酸酯，1，3，5-三缩水甘油基异氰脲酸酯，三烯丙基异氰脲酸酯，或者其混合物。预缩合的三聚氰胺衍生物的例子为蜜勒胺，三聚二氰胺，蜜白胺，氰脲酸三聚氰胺，硼酸三聚氰胺，正磷酸三聚氰胺，焦磷酸三聚氰胺，焦磷酸二(三聚氰胺)以及聚磷酸三聚氰胺。

组分D的化合物作为发泡剂。所述预缩合的三聚氰胺衍生物和/或三聚氰胺盐和加合物的稳定性很高，因此在对包含阻燃剂的塑料进行加工的过程中，不会发生缩合反应或者分解反应，因此塑料的加工性能获得显著提高。与此同时，阻燃剂的作用得以保持。

组分D的化合物的分解温度等于或高于聚磷酸铵的分解温度，因此提高了聚磷酸铵或其衍生物的功效。当用于塑料的时候，其稳定性、加工性能和机械强度得以保持。

本发明的组合物中的阻燃剂的所述组分也可以改进使用所述阻燃剂的聚合物的机械性质。

本发明阻燃剂的另一个优点在于，与常规的阻燃剂相比，本发明的阻燃剂可以以较低的用量得到相当的或者更佳的效果，因此可以降低进行所述处理的塑料的成本，可以减少对其机械性质的影响或降低程度。即使在薄膜塑料中的浓度小于30％的情况下，本发明的阻燃剂也可以达到极佳的阻燃作用。

较佳的是，所述组分A是或者包含涂覆的聚磷酸铵和/或其衍生物。对组分A的涂覆不仅显著降低其水溶性，而且还会提高聚磷酸铵的温度稳定性，减小聚磷酸铵与阻燃剂其它组分的反应性，提高与使用阻燃剂的聚合物的相容性。

根据一个实施方式，本发明阻燃剂中的组分A选自第I、II或V类晶型或其混合物的涂覆的聚磷酸铵。

特别优选组分A包含涂覆的和/或未涂覆的第II类晶型的聚磷酸铵，与其它晶型不同的是，该类晶型几乎不溶于水。这是一种粉末状物质，具有良好的阻燃性，同时即使在不涂覆的情况下也具有低水溶性。使用第II类晶型的涂覆的聚磷酸铵的优点在于，其具有较高的热稳定性和较高的与聚合物的相容性，因此阻燃剂在聚合物中的分散效果获得提高，使得聚合物具有改进的加工性能，可以达到更高效的防火效果。

较佳的是，所述聚磷酸铵和/或其衍生物涂覆了三聚氰胺，三聚氰胺树脂，三聚氰胺衍生物，硅烷，硅氧烷或聚苯乙烯。在所述微粒聚磷酸铵和/或其衍生物与涂料之间形成离子键，在此过程中与聚磷酸铵键合的氨被涂料替代。这种键非常稳定，因此在塑料加工过程中，涂层非常稳定。

三聚氰胺涂覆的聚磷酸铵的制备在高于250℃的温度下进行。在此情况下，对反应时间进行设计，使得任何过量的三聚氰胺与聚磷酸铵的表面完全反应，在工艺中代替氨，形成更牢固的键合。

还优选在聚磷酸铵颗粒上涂覆三聚氰胺，三聚氰胺树脂，三聚氰胺衍生物，硅烷，硅氧烷或者聚苯乙烯，然后进行交联。所述三聚氰胺涂层的交联可以进一步降低聚磷酸铵的水溶性，按惯例使用甲醛进行操作。该工艺是本领域技术人员已知的。

较佳的是，以所述涂覆的聚磷酸铵和/或其衍生物的总重量为基准计，所述聚磷酸铵和/或其衍生物的涂层含量为0.1-20重量％，优选1-10重量％。通过采用所述聚磷酸铵与涂层的比例，可以确保对聚磷酸铵提供最优化的保护，还会导致聚磷酸铵与使用阻燃剂的聚合物具有最佳的相容性。与此同时，通过使用该比例，涂料的存在不会因为过量而使得游离涂料由于与聚磷酸铵键合较弱而发生脱离。

特别优选的是，所述聚磷酸铵或其衍生物的涂覆的颗粒的平均粒度D50(包括涂层在内)为5-30μm，特别为5-20μm，特别优选为7-18μm。更大的颗粒无法足够均匀地分散在聚合物中，因此在一些情况下会对其性质带来负面影响。更不优选较小的颗粒，因为难以计量。

在涂覆的聚磷酸铵和/或其衍生物中，作为涂覆的颗粒的芯的聚磷酸铵和/或其衍生物颗粒的平均粒度D50优选约为7μm。由此特别获得的另外的效果在于，本发明的阻燃剂具有较高的分解温度，因此相对于已知的阻燃剂具有极高的温度稳定性。

组分B优选为低聚的或聚合的1，3，5-三嗪衍生物，其中n是2-50的整数，特别优选为2-30，特别优选为3-9。在制备所述低聚物或聚合物的时候，经常会形成不同链长的混合物。这些混合物在聚合反应过程中形成，其中占所用低聚物和聚合物的70％以上，优选大于80％，特别优选大于90％的组分的链长为n＝2-50，优选n＝2-30，特别优选n＝3-9。在本发明中可以使用杂聚物和均聚物。

组分B的1，3，5-三嗪衍生物的优选的单体为2-亚哌嗪基-4-吗啉基-1，3，5-三嗪和2-亚哌嗪基-4-哌啶基-1，3，5-三嗪。还可以使用上述物质的混合低聚物或聚合物。所述低聚物或聚合物与涂覆的聚磷酸铵和/或其衍生物的协同效果可以特别地提高阻燃效果。

优选的可以用来进一步提高阻燃剂的效果、特别是能够以较少用量加入阻燃剂的组分C的化合物为金属盐，具体是磷酸单锌盐Zn(H₂PO₄)₂，硼酸锌，磷酸三锌Zn₃(PO₄)₂，焦磷酸锌Zn₂P₂O₇，通式为oZnO pP₂O₃qH₂O的聚磷酸锌，其中o和p为1-7，q为0-7，羟基锡酸锌ZnSn(OH)₆，锡酸锌ZnSnO₃，磷酸硼BPO₄，磷酸单铝Al(H₂PO₄)₃，磷酸三铝AlPO₄，偏磷酸铝[Al(PO₃)₃]_n，八钼酸铵(AOM)以及它们的混合物。通过使用这些盐，我们特别惊讶地发现，由于组分A和B之间的相互作用，可以得到突出的阻燃剂性能，即使在聚合物中加入量较少也是如此，可以得到最高级别阻燃等级效果。

在组分D的预缩合的三聚氰胺衍生物，三聚氰胺盐、三聚氰胺加合物中，优选蜜勒胺，三聚二氰胺和蜜白胺。更优选的组分D的化合物是氰脲酸三聚氰胺，硼酸三聚氰胺，正磷酸三聚氰胺，焦磷酸三聚氰胺，焦磷酸二(三聚氰胺)和聚磷酸三聚氰胺。通过加入这些物质可以进一步改进阻燃剂，少量地加入这些物质也可以作为发泡剂。

根据本发明的聚合物材料是一种热塑性高弹体，其优选包含5-60重量％，特别优选10-40重量％的本发明的阻燃剂。即使膜厚度很小，例如仅0.8毫米的情况下，即使是用于高度易燃的塑料，加入阻燃剂之后的聚合物也能够满足最高的防火要求。与此同时，相对于已知的使用阻燃剂处理的塑料，使用本发明的阻燃剂可以对用该阻燃剂处理过的塑料的挠性和加工性能进行改进。

优选的聚合物材料，即热塑性高弹体，选自填充的或未填充的基于烯烃的热塑性高弹体(TPO)，交联的基于烯烃的热塑性高弹体，氨基甲酸酯(TPU)，聚酯和共聚酯(TPC)，苯乙烯嵌段共聚物(TPS)和聚酰胺，以及共聚酰胺(TPA)。具体来说，将本发明的阻燃剂用于基于烯烃的热塑性高弹体、交联的基于烯烃的热塑性高弹体、以及苯乙烯嵌段共聚物的时候，所述塑料的机械性质，特别是其耐磨性，受到有益的影响。因此，所述用阻燃剂处理过的热塑性高弹体可以特别用作缆线、引线系统、电缆的管子和废水系统的管道中PVC的替代品。特别优选的是，本发明的热塑性高弹体选自苯乙烯嵌段共聚物(TPS)，优选选自苯乙烯嵌段共聚物SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)，SEBS(苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯)，SEPS(苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯)，SEEPS(苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯)和MBS(甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯)。

热塑性高弹体，特别是苯乙烯嵌段共聚物，比许多其它种类的聚合物更易燃，这是因为其包含很高比例的油，提高了其可燃性。因此特别惊人地发现，热塑性高弹体可以完全阻燃，特别是使用本发明的阻燃剂可以达到极佳的阻燃效果。人们普遍公认要达到良好的阻燃效果，相比于一些其它种类的聚合物，聚合物基质中所需的阻燃剂比例较高，但是对于许多种类的热塑性高弹体，该较高的阻燃剂比例不会对机械性质和其它性质带来显著的负面影响。

另外，除了本发明的阻燃剂以外，所述聚合物材料优选包含其它的填料，所述其它的填料选自碳酸钙，硅酸盐例如滑石、粘土或云母，二氧化硅，硫酸钙和硫酸钡，氢氧化铝，玻璃纤维和玻璃珠粒，以及木屑，纤维素粉末，以及烟炱和石墨。这些填料可以使得塑料具有其它的所需的性质。具体来说，可以通过使用其它的填料降低塑料的价格，可以对塑料进行着色，或者改进塑料的所需的机械性质，例如使用玻璃纤维进行强化来提高机械性质。

在本发明聚合物材料的另一实施方式中，所述无卤素阻燃剂中组分B的氯含量＜1重量％，优选＜0.8重量％。相对于现有技术来说，这是特别有益的，因为已知的阻燃剂会以无机键合氯或者有机键合氯的形式引入大量的氯。

在本发明的另一个实施方式中，所述聚合物材料总共的氯含量＜1500重量ppm，优选＜900重量ppm。相对于现有技术来说，这是特别有益的，因为已知的阻燃剂会以无机键合氯或者有机键合氯的形式引入大量的氯。在本发明中，术语“无卤素”表示可以含有处于上述上限范围以内的少量的氯杂质。但是，大体上应当将氯或卤素的含量保持在较低的程度，以避免卤素的负面影响。

在本发明聚合物材料的另一个实施方式中，在所述无卤素阻燃剂中包含0.01-10重量％，优选0.1-5.0重量％的分散助剂，所述分散助剂优选选自脂肪酰胺，包括脂肪酸单酰胺，脂肪酸二酰胺和脂肪酸链烷醇酰胺，例如油酰胺和芥子酰胺；脂肪酸酯，包括甘油酯和蜡酯；C16-C18脂肪酸；脂肪酸醇，包括十六烷基脂肪酸醇和硬脂基脂肪酸醇；天然蜡和合成蜡，聚乙烯蜡和氧化聚乙烯蜡；以及金属硬脂酸盐，优选Ca，Zn，Mg，Ba，Al，Cd和Pb的硬脂酸盐。通过加入上述分散助剂可以改进阻燃剂的计量性能(meterability)，聚合物材料的挤出性能，以及分散在聚合物基质中的阻燃剂的均一性。

在本发明聚合物材料的另一实施方式中，所述无卤素阻燃剂中游离水含量(水分含量)＜0.6重量％，优选＜0.4重量％。低的水含量也有助于改进阻燃剂的计量性能(meterability)，聚合物材料的挤出性能，以及分散在聚合物基质中的阻燃剂的均一性。

实施例

下面描述了一些实施例，包括根据本发明的聚合物以及非本发明的聚合物，其中使用阻燃剂。

对于这些实施例，在Brabender塑料捏和机上制造各测试所用的试件。为此，首先在搅拌的条件下将未加入阻燃剂的聚合物熔融。接下来，组分A和B以及C和/或D在一个步骤中以混合物的形式或依次的形式加入所述熔体。10-15分钟的均化阶段之后，移出塑料材料，使用可加热的压制机将其压制成厚0.8毫米和1.6毫米的板材。使用锯将压制的板材切割成合适的试件，进行以下所述的测试。

下表列出了不同试件或者比较试件的组成。使用的三嗪衍生物是2-亚哌嗪基-4-吗啉基-1，3，5-三嗪的聚合物。另外，使用未涂覆的聚磷酸铵(FRCROS 484)，三聚氰胺涂覆的聚磷酸铵(FR CROS C40)或者三聚氰胺涂覆的和交联的聚磷酸铵(FR CROS 498)(制造商为Chemische Fabrik Budenheim)。使用的聚磷酸三聚氰胺为Budit 3141(制造商：Budenheim Iberica)或Melapur200(制造商：CIBA)。使用的磷酸铝为Fabutit(制造商为：Chemische FabrikBudenheim)，氰脲酸三聚氰胺为得自Budenheim Iberica的Budit 315。

数字表示的实施例(没有V)是本发明的实施例。V和数字表示的实施例是比较例，不包括在本发明中。

UL94垂直测试

为了实施UL94垂直测试，以下称为UL94V，几组(每组五个，厚度为1.6mm或0.8mm)试件沿垂直方向在一端夹住。Bunsen燃烧器火焰在试件的自由端保持两次，每次十秒。然后，测量每次试件的火焰或辉光熄灭的时间。与此同时，注意是否试件燃烧的液滴会引燃其下方的棉花。

在各种情况下，“TBT”表示五个试件的总燃烧时间之和，单位为秒。

该测试根据Underwriter Laboratories，Standard UL 94V的指导进行。“UL94”表示试件的耐火等级，V0表示五个被测试试件的总燃烧时间小于50秒，棉花未被滴落下的发光或燃烧的试件的部分引燃。等级V2表示五个被测试件的总燃烧时间小于250秒，但是试件滴落下的部分将棉布引燃。

LOI测试

LOI值(限制氧指数)表示在引燃之后，使得样品能够在N₂/O₂混合物中仅仅刚好继续燃烧所需的最低氧浓度。LOI值越高，样品的阻燃性越强。在本文中，如果LOI值超过30％表示结果极佳。为了符合缆线工业所要求的标准，高LOI值是特别重要的。

根据DIN EN ISO 4589第2部分进行测试。试件的尺寸为1.25mm×3.0×6.5mm。

测试结果重现于下表。给出的LOI的单位为％。

阻燃剂分解温度的测试

作为进一步的测试，各种阻燃剂组合物在未结合入聚合物中的情况下单独加热，测量发生分解时的温度。分解温度通常表示为失重2％时的温度。

该测试通过热重法进行。为此，在各种情况下，将10mg的阻燃剂放入坩锅中，以10K/分钟的升温速率加热至高于350℃的温度。在加热过程中，测量样品的重量变化。

这些测试结果重现于下表。

特别是当使用膜厚度0.8毫米的试件的时候，很明显地看到包含本发明阻燃剂的聚合物相对于使用现有技术的阻燃剂的比较例获得显著的改进。本发明的聚合物材料在膜厚度0.8毫米的情况下，在UL 94测试中几乎都达到了最高阻燃级别V0，而比较例则不具有这样的阻燃性。

具体来说，由于本发明以极小的膜厚度、低阻燃剂用量达到最高的阻燃等级和良好的阻燃性，因此可以对膜厚度极小的热塑性高弹体进行阻燃剂处理，因此为无卤素膨大阻燃剂的应用提供了新的可能。这些应用包括缆线的覆盖层，缆线管道，片材，电子部件，电气和电子器件的外壳等。另外，在该材料的制备中，优选本发明的阻燃剂能够使得热塑性材料具有极佳的效果，使得用本发明的阻燃剂处理的聚合物的机械性质保持不变。本发明的阻燃剂另一个优点是放出的烟极少。

本发明所有的阻燃剂或者使用本发明的阻燃剂处理的聚合物以及本发明的聚合物具有极短的燃烧时间，具有极高的氧指数，具有极高的分解温度。另外，所述聚合物可以进行加工，因此可以用本发明的聚合物代替对环境有害的PVC。

Claims

1.一种聚合物材料，其包含结合在聚合物基质中的无卤素阻燃剂,所述阻燃剂至少包含以下组分A和B:

A:聚磷酸铵和/或其衍生物,它是涂覆了以下材料的颗粒：三聚氰胺,三聚氰胺树脂,三聚氰胺衍生物,硅烷,硅氧烷和/或聚苯乙烯；和/或涂覆了以下材料并进行交联的颗粒：三聚氰胺,三聚氰胺树脂,三聚氰胺衍生物,硅烷,硅氧烷或聚苯乙烯；

B:具有以下通式的低聚的或聚合的1,3,5-三嗪衍生物或者其混合物：

其中

X是吗啉残基,哌啶残基或衍生自哌嗪的基团,

Y是衍生自哌嗪的二价基团，

n是大于1的整数,

以及选自以下组分C和D的至少一种化合物:

C:第II主族,第III主族或第IV主族的元素或者过渡元素Fe,Zn,Ti,Mn,Zr和Mo的磷酸盐,焦磷酸盐,聚磷酸盐,有机和无机膦酸盐,有机和无机亚膦酸盐,锡酸盐,钼酸盐或硼酸盐

D:预缩合的三聚氰胺衍生物,三聚氰胺盐和加合物,磷酸乙二胺,磷酸哌嗪,聚磷酸哌嗪,1,3,5-三（羟基乙基）异氰脲酸酯,1,3,5-三缩水甘油基异氰脲酸酯和三烯丙基异氰脲酸酯,

其中组分A与组分B的重量比为10:1至1:1，以组分A、B、C和D的总重量为基准计，组分A和B的总量占60-99重量%，组分C和D的总量占1-40重量%,

所述聚合物材料是热塑性高弹体。

2.如权利要求1所述的聚合物材料，其特征在于，所述聚合物材料中无卤素阻燃剂的含量为5-60重量%。

3.如权利要求1或2所述的聚合物材料，其特征在于，所述聚合物材料中无卤素阻燃剂的含量为10-40重量%。

4.如权利要求1或2所述的聚合物材料，其特征在于，所述热塑性高弹体选自基于烯烃的热塑性高弹体,交联的基于烯烃的热塑性高弹体,氨基甲酸酯,聚酯和共聚酯,苯乙烯嵌段共聚物,聚酰胺和共聚酰胺。

5.如权利要求1或2所述的聚合物材料，其特征在于，热塑性高弹体选自苯乙烯嵌段共聚物。

6.如权利要求1或2所述聚合物材料，其特征在于所述热塑性高弹体选自苯乙烯-丁二烯-苯乙烯,苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯,苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯,苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯和甲基丙烯酸酯-丁二烯-苯乙烯。

7.如权利要求1或2所述的聚合物材料，其特征在于，所述聚合物材料包含填料。

8.如权利要求7所述的聚合物材料，其特征在于，所述填料选自碳酸钙,硅酸盐,滑石,粘土,云母，二氧化硅,硫酸钙,硫酸钡,氢氧化铝,玻璃纤维和珠粒,木屑,纤维素粉末,烟炱和石墨。

9.如权利要求1或2所述的聚合物材料，其特征在于，所述无卤素阻燃剂中的组分A包括涂覆的第II类晶型的聚磷酸铵和/或其衍生物。

10.如权利要求1或2所述的聚合物材料，其特征在于，在所述无卤素阻燃剂中，以所述涂覆的聚磷酸铵和/或其衍生物的总重量为基准计，所述作为组分A的聚磷酸铵和/或其衍生物的涂层所占的比例为0.1-20重量%。

11.如权利要求1或2所述的聚合物材料，其特征在于，在所述无卤素阻燃剂中，以所述涂覆的聚磷酸铵和/或其衍生物的总重量为基准计，所述作为组分A的聚磷酸铵和/或其衍生物的涂层所占的比例为1-10重量%。

12.如权利要求1或2所述的聚合物材料，其特征在于，在所述无卤素阻燃剂中，作为组分A的涂覆的聚磷酸铵和/或其衍生物的平均粒度D50为5-30μm。

13.如权利要求1或2所述的聚合物材料，其特征在于，在所述无卤素阻燃剂中，作为组分A的涂覆的聚磷酸铵和/或其衍生物的平均粒度D50为5-20μm。

14.如权利要求1或2所述的聚合物材料，其特征在于，在所述无卤素阻燃剂中，所述组分A的n是2-50的整数。

15.如权利要求1或2所述的聚合物材料，其特征在于，在所述无卤素阻燃剂中，所述作为组分B的1,3,5-三嗪衍生物选自以下化合物的低聚物和聚合物：2-亚哌嗪基-4-吗啉基-1,3,5-三嗪和2-亚哌嗪基-4-哌啶基-1,3,5-三嗪，以及上述化合物的组合。

16.如权利要求1或2所述的聚合物材料，其特征在于，在所述无卤素阻燃剂中，所述组分C选自：磷酸单锌,硼酸锌,磷酸三锌,焦磷酸锌,聚磷酸锌、羟基锡酸锌,锡酸锌,磷酸硼,磷酸单铝,磷酸三铝,偏磷酸铝及它们的混合物。

17.如权利要求1或2所述的聚合物材料，其特征在于，在所述无卤素阻燃剂中，所述组分D选自蜜勒胺,三聚二氰胺,蜜白胺,氰脲酸三聚氰胺,硼酸三聚氰胺,正磷酸三聚氰胺,焦磷酸三聚氰胺,焦磷酸二（三聚氰胺）和聚磷酸三聚氰胺。

18.如权利要求1或2所述的聚合物材料，其特征在于，在所述无卤素阻燃剂中，所述组分B的氯含量<1重量%,和/或所述整体聚合物材料的氯含量<1500重量ppm。

19.如权利要求1或2所述的聚合物材料，其特征在于，在所述无卤素阻燃剂中，所述组分B的氯含量<1重量%，和/或所述整体聚合物材料的氯含量<900重量ppm。

20.如权利要求1或2所述的聚合物材料，其特征在于，在所述无卤素阻燃剂中，所述组分B的氯含量<0.8重量%，和/或所述整体聚合物材料的氯含量<1500重量ppm。

21.如权利要求1或2所述的聚合物材料，其特征在于，在所述无卤素阻燃剂中，所述组分B的氯含量<0.8重量%，和/或所述整体聚合物材料的氯含量<900重量ppm。

22.如权利要求1或2所述的聚合物材料，其特征在于，在所述无卤素阻燃剂中包含0.01-10重量%的分散助剂。

23.如权利要求22所述的聚合物材料，其特征在于，在所述无卤素阻燃剂中包含0.1-5.0重量%的分散助剂。

24.如权利要求22所述的聚合物材料，其特征在于所述分散助剂选自脂肪酰胺；脂肪酸酯；C16-C18脂肪酸；脂肪酸醇；天然蜡和合成蜡；以及金属硬脂酸盐。

25.如权利要求24所述的聚合物材料，其特征在于所述脂肪酸链烷醇酰胺选自油酰胺和芥子酰胺。

26.如权利要求24所述的聚合物材料，其特征在于所述金属硬脂酸盐选自Ca,Zn,Mg,Ba,Al,Cd和Pb的硬脂酸盐。

27.如权利要求1或2所述的聚合物材料，其特征在于，所述无卤素阻燃剂中游离水含量，水分含量，<0.6重量%。

28.如权利要求1或2所述的聚合物材料，其特征在于，所述无卤素阻燃剂中游离水含量，水分含量，<0.4重量%。

29.如权利要求9所述的聚合物材料，其特征在于，所述无卤素阻燃剂中的组分A是涂覆的第II类晶型的聚磷酸铵和/或其衍生物。

30.如权利要求24所述的聚合物材料，其特征在于所述脂肪酰胺选自脂肪酸单酰胺,脂肪酸二酰胺和脂肪酸链烷醇酰胺。

31.如权利要求24所述的聚合物材料，其特征在于所述脂肪酸酯选自甘油酯和蜡酯。

32.如权利要求24所述的聚合物材料，其特征在于所述脂肪酸醇选自十六烷基脂肪酸醇和硬脂基脂肪酸醇。

33.如权利要求24所述的聚合物材料，其特征在于所述合成蜡选自聚乙烯蜡和氧化聚乙烯蜡。