专利名称：阻燃性混合物以及由其形成连续材料的方法
技术领域：
本发明大体上涉及阻燃性材料，更具体地涉及挤出的阻燃性混合物及 其制造方法。
2.
背景技术：
已知由阻燃性纱线生产织物的方法，其中该织物被用以保护物品使其 避免暴露于明火。例如，已知可由耐火纱线构造编织，机织或针织的衬套， 用来保护细长形的物品如导线，使该导线包含在衬套中。 一种已知的具有理 想耐火性质的化合物成分是氰尿酸三聚氰胺(MC， melamine cyanurate)。
本发明的受让人也是美国专利号为6828365的专利的受让人，其中MC 同一耐火性的聚膦酸酯(polypho印honate)填充剂以及一种选自下组的聚合 物混合，包括聚对苯二甲酸乙二酯，聚萘亚甲基酸亚乙酯poly( ethylene naphthalate)，然后挤出以形成一耐火单纤维丝。由于聚膦酸酯也是耐火性 的，它为产出的单纤维丝提供额外的耐火性能。目前市场上可买到的不含卤素的阻燃性聚对苯二甲酸乙二酯(FR-PET) 是由在PET聚合过程的縮聚阶段添加一种有机磷化合物，如美国专利号为 4086208所公开的，其整体结合在这里。不幸的是，这种含磷的PET(P-FR-PET) 的阻燃性不能达到最严格的燃烧试验的要求。特别是，其燃烧时间和火焰蔓 延距离太长，并会释出燃烧溶滴
发明内容
—种无卤素的阻燃性混合物包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、耐火成 分氰尿酸三聚氰胺(MC)和聚磷酸三聚氰胺(MPP)。预期将一附加的稳定剂 和一加工助剂添加入该混合物中，相应地达到该混合物约占0. 5%的重量比， 和达到MC同MPP组合物的约1/3的重量比。该混合物可被挤出形成薄膜或薄 板，并也可形成为细丝或纱线，包括单纤维丝和多纤维丝。
本发明的另一方面包括形成一应用在挤出工艺中的无卤素的阻燃性混 合物的方法。该方法包括提供一包含MC， MPP和PET的配料并将该配料引 入一双螺旋挤出机以形成一基本上同该配方均质的混合物。该混合物随后可 被用于接下来的或下游的挤出工艺以挤出耐火薄膜或薄板或纱线丝，包括单 纤维丝和多纤维丝。除了该三种成分MC， MPP和PET之外，可预期该添加剂
可包括一稳定剂和一加工助剂，其在混合阶段添加。根据本发明的另一方面，可预期该形成一应用在挤出工艺中的无卤素 的阻燃性混合物的方法可包括提供粉末状地MC， MPP和PET配料，并在将它 们弓I入一双螺旋挤出机之间预混合该配料。根据本发明的另一方面，可预期该MC， MPP和PET可包含低于100ppE 的含水量。根据本发明的另一方面，可预期该MC， MPP和PET可包含低于50ppm 的含水量。因此，根据本发明的无卤素阻燃性混合物具有突出的阻燃性，并在生 产上十分经济，可用于成型薄膜，薄板和纱线，其制成的薄膜，薄板和纱线 具有广泛的工业用途，包括但不限于，防护衣物，家居装饰，室内装潢，床 垫和被褥，电子设备，通讯设备和运输设备，并且其中该长丝纱线也可被用 于例如熔融的浇注模塑工艺以建造工件，并具有很长的使用寿命。
具体实施例方式根据本发明的一较佳实施方式，一种无卤素的阻燃性混合物包括聚对 苯二甲酸乙二酯(PET)、耐火(FR)成分氰尿酸三聚氰胺(MC)和聚磷酸三 聚氰胺(MPP)。该MC占该混合物约5-12%的重量百分比，该MPP占该混合物 约5-12%的重量百分比，该PET的量大致为该混合物的余量。可预期一附加的稳定剂/抗氧化剂成分可占该混合物约0.5%的重量百分比，进一步，该混
合物可包含约占MC和MPP的组合物重量百分比的1/3的加工助齐iJ/增链剂。 该混合物可自该混合工艺后的后续的或下游的挤出工艺中以薄膜或薄片的形 式挤出，并作为一连续长丝或纱线，包括单纤维丝和多纤维丝。
在一优选的制造工艺中，控制MC和MPP配方在混合阶段的引入。该 MC具有约2 ii m的粉末粒度，该MPP具有约5 u m的粉末粒度。该MC和MPP 颗粒的尺寸可略微变化，但一般认为颗粒尺寸越小可以取得的效果越好。
为了便于MC和MPP细粉的分布，并减小或去除可能的结块，该MC 和MPP细粉末可同PET粉末一起预混，该提供的PET粉末的比例大约是MC 和MPP细粉总量的两倍或更多。该PET粉末的颗粒尺寸优选地小于100 m， 更优选地小于40 ti m。通过以粉末状形式提供该PET， 一般认为该MC和MPP 将具有增加的载体表面积以供黏附，此时该增加的载体表面积由PET粉末的 暴露表面区域提供。另外，当其在混合阶段被引入时，该配方的含水量被更好地控制。该 MC， MPP和PET的总的或组合的含水量控制在小于大约100ppm，更优选地小 于大约50ppm。更优选地保持每个单独的配方低于其相应的总含水量水平。
根据本发明的另一个方面，一种形成一用于挤出工艺的无卤素的阻燃 性混合物的方法。该方法包括提供MC， MPP， PET的配方，然后将该配引入一 双螺杆挤出机以将该配方混合成一基本上均质的混合物。可预期该配方可被 预混，然后引入该双螺杆挤出机的前底端的料斗。这样通过该PET提供了该 MC和MPP的增强的分散性，因而减少或去除了结块。同样一般认为该PET的 引入可以在混合的初始阶段通过一位于该双螺杆挤出机的前底端的料斗进 行，而该MC和MPP可以通过一侧进料机被引入下游工艺。更进一步，可预期 该配方可以在混合的阶段任何时期被任意地引入。在混合时， 一般认为优选地保持配方的温度在大约250-260度之间。 进一步， 一般认为利用一螺杆构型以给予该高聚物链一最低量的剪切力是有 益的，且仍然可以充分地混合所有的配方以提供一均质混合物。通过混合该 配方，该混合物可以形成例如小球，以进行后续的挤出工艺。
该混合物小球可随后被用于后续的或下游的挤出工艺以挤出成型耐火薄膜或薄片，或连续纱线细丝。该纱线细丝可以形成单纤维丝或多纤维丝， 其中该细丝最终适合用于各种编织，机织或针织工艺，例如形成用于保护性 的耐火性衬套的织物，或任意的其他耐火性产品。该细丝纱线也可被用于熔 融的浇注模塑工艺以建造工件。显然，按照上面的教导，本发明的许多修改和变化是可能的。所以， 可以理解的是在所附权利要求的范围内，可以不同于所具体描述的方式来实 施本发明。
权利要求
1.一种不含卤素的阻燃性混合物，包括氰尿酸三聚氰胺；聚磷酸三聚氰胺；以及聚对苯二甲酸乙二酯。
2. 根据权利要求1所述的混合物，其中所述的氰尿酸三聚氰胺构成所述 混合物的重量的大约5_12%。
3. 根据权利要求2所述的混合物，其中所述的聚磷酸三聚氰胺构成所述 混合物的重量的大约5-12°/。。
4. 根据权利要求1所述的混合物，进一步包括一稳定剂。
5. 根据权利要求4所述的混合物，其中所述的稳定剂构成所述混合物的 重量的大约0. 01 - 0. 5°/0。
6. 根据权利要求1所述的混合物，进一步包括一加工助剂。
7. 根据权利要求6所述的混合物，其中所述的加工助剂占所述氰尿酸三 聚氰胺和聚磷酸三聚氰胺总重量百分比的大约1/6 -1/3 。
8. 根据权利要求1所述的混合物，其中所述的氰尿酸三聚氰胺，所述的 聚磷酸三聚氰胺和所述的聚对苯二甲酸乙二酯包含低于100卯m的含水量。
9. 根据权利要求1所述的混合物，其中所述的氰尿酸三聚氰胺，所述的 聚磷酸三聚氰胺和所述的聚对苯二甲酸乙二酯包含低于50卯m的含水量.
10. 根据权利要求1所述的混合物，其中所述的氰尿酸三聚氰胺为粉末粒 度为大约2um的细粉。
11. 根据权利要求IO所述的混合物，其中所述的聚磷酸三聚氰胺为粉末 粒度为大约5iim的细粉。
12. 根据权利要求11所述的混合物，其中所述的聚对苯二甲酸乙二酯为 颗粒尺寸小于大约100um的粉末。
13. 根据权利要求12所述的混合物，其中所述的聚对苯二甲酸乙二酯为 颗粒尺寸小于大约40 y m的粉末。
14. 一种形成无卤素阻燃性连续材料的方法，包括如下步骤提供氰尿酸 三聚氰胺；提供聚磷酸三聚氰胺；提供聚对苯二甲酸乙二酯；形成所述氰尿 酸三聚氰胺，所述聚磷酸三聚氰胺以及所述聚磷酸三聚氰胺的混合物，并挤出所述混合物。
15. 如权利要求14所述的方法，进一步包括如下歩骤将所述的氰尿酸 三聚氰胺，所述的聚磷酸三聚氰胺，和所述的聚对苯二甲酸乙二酯引入一双 螺杆挤出机内以形成所述的混合物。
16. 如权利要求15所述的方法，进一步包括在所述的引入步骤中，保 持所述的氰尿酸三聚氰胺，所述的聚磷酸三聚氰胺，和所述的聚对苯二甲酸乙二酯的含水量低于lOOppm。
17. 如权利要求16所述的方法，进一步包括在所述的引入步骤中，保持所述的氰尿酸三聚氰胺，所述的聚磷酸三聚氰胺，和所述的聚对苯二甲酸乙二酯的含水量低于50ppm。
18. 如权利要求14所述的方法，进一步包括提供所述的氰尿酸三聚氰胺占所述的混合物重量的大约5-12%。
19. 如权利要求14所述的方法，进一歩包括提供所述的聚磷酸三聚氰 胺占所述的混合物重量的大约5-12%。
20. 如权利要求14所述的方法，进一步包括添加一稳定剂于所述的混 合物，其占所述的混合物重量的大约O-0. 5%。
21. 如权利要求14所述的方法，进一步包括添加一加工助剂于所述的混 合物，其占氰尿酸三聚氰胺和聚磷酸三聚氰胺的组合物总重量百分比的1/6 -1/3。
22. 如权利要求14所述的方法，进一步包括以一连续细丝形式挤出所述 混合物。
23. 如权利要求15所述的方法，进一步包括提供一粉末粒度为大约2 u m 的所述氰尿酸三聚氰胺。
24. 如权利要求23所述的方法，进一步包括提供一粉末粒度为大约5 ii m的所述聚磷酸三聚氰胺。
25. 如权利要求24所述的方法，进一步包括提供一粉末粒度小于大约100 um的所述聚对苯二甲酸乙二酯。
26. 如权利要求25所述的方法，进一步包括提供一粉末粒度小于大约40 li m的所述聚对苯二甲酸乙二酯。
27. 如权利要求26所述的方法，进一步包括在将其引入所述的挤出机之前预混所述的氰尿酸三聚氰胺，所述聚磷酸三聚氰胺以及所述聚对苯二甲酸 乙二酯。
28. —种无卤素的阻燃性混合物，由以下物质组成占该混合物大约5_12%的重量百分比的氰尿酸三聚氰胺；占该混合物大约5-12%的重量百分比 的聚磷酸三聚氰胺；占该混合物大约76-90%的重量百分比的聚对苯二甲酸乙 二酯； 一占该混合物重量百分比大约0-0.5%的稳定剂；以及一占所述氰尿酸 三聚氰胺和所述聚磷酸三聚氰胺的组合物重量百分比的1/6-1/3的加工助 剂。
全文摘要
一种不含卤素的阻燃混合物以及由此形成连续材料的方法，包括将聚对苯二甲酸乙二酯(PET)同耐火成分氰尿酸三聚氰胺(MC)和聚磷酸三聚氰胺(MPP)混合。该混合物随后形成小球颗粒并挤出成型为一薄膜或薄片，也可形成为细丝或纱线，包括单纤维丝和多纤维丝。
文档编号C08G63/00GK101553518SQ200780037534
公开日2009年10月7日 申请日期2007年9月24日 优先权日2006年9月25日
发明者明明·陈 申请人:费德罗-莫格尔公司