專利名稱：塑膠發泡體的無鹵阻燃劑組成物的制作方法
技術領域：
本發明是有關一種用于塑膠發泡體的無鹵阻燃劑組成物的發明，是用于軟、硬質發泡體的防火處理。
軟、硬質的PU或塑膠發泡體，由于具有低價以及優越的緩沖性、斷熱性及吸音性，在家具、建筑、隔間、裝潢、包裝、汽車、機車、航太業上已被廣泛地使用。值此越來越重視生命財產安全的今天，此方面的防火要求有愈來愈嚴苛的趨勢。
一般而言，軟、硬質發泡體的防火處理，大部分是以添加鹵素阻燃劑于發泡體的前驅物中，以達防火的目的。以此種方法制得的防火發泡體，于燃燒時會產生大量有毒的濃煙，同時發泡體會熔融滴燃造成燃源的蔓延。
針對上述鹵素阻燃劑所存在的相關缺點，歐、美、日等國相繼提出因應解決之道；1974年，日本特開昭49-5171號公報及1991年日本特開平3-269029號公報，提出添加大量氫氧化鋁或氫氧化鎂等無機物以取代鹵素阻燃劑添加于塑膠發泡體中；1987年US 4，698，369利用膨脹石墨作為防火阻燃劑添加于PU軟質發泡體中，以達到防火效果；1998年US 5，739，173以蜜胺輔加膨脹石墨及聚磷酸胺制得可通過美國航空規范標準(FAR)的軟質防火PU發泡體；1997年日本特開平9-059439號公報以及1998年日本特開平10-147623亦揭示利用膨脹石墨及氮、硼化合物或與磷化合物等組成的無鹵阻燃劑。然上述無鹵阻燃劑組成物現仍存在一些缺點1．添加大量氫氧化鋁或氫氧化鎂用以取代鹵素阻燃劑的作法，會致使發泡體機械特性下降，并造成發泡體中氣泡的均一性受到破壞。
2．單獨使用膨脹石墨或聚磷酸胺作為防火阻燃劑的效果并不明顯；若混合并用須以較大量添加方能彰顯其防火性能，然此不僅發泡體機械性質下降，亦不合經濟成本。
3．利用蜜胺與膨脹石墨混練的阻燃劑，常會輔以磷酸化合物促成凝相阻燃的機構形成；然而添加蜜胺與磷酸化合物于某些發泡體的制程中，會產生反應抑制發泡形成，破壞發泡體的結構。
4．一般無鹵阻燃劑的阻燃機構或以固-氣相阻燃，或以固-凝相阻燃，而非固-凝-氣等三相共同阻燃，是故添加量往往需達到一定的量方能彰顯其防火效果。
本發明的目的是提供一種用于塑膠發泡體的無鹵阻燃劑組成物，是包括(a)1至30重量份熱膨脹型碳材、(b)1至30重量份磷系化合物以及(c)2至100重量份含有氧化錳的金屬鹽類混合物。
將本發明的組成物添加于一般軟、硬質PU或塑膠發泡體的制程中，可制得防火性能優異的防火發泡體。此種防火發泡體于受熱或火焰燒蝕時，具有如下三項優點(1)無毒，煙霧不含載奧辛等有毒氣體；(2)不滴燃；(3)低發煙量且凈煙、抑制延燒。
本發明的無鹵阻燃劑組成物，其中熱膨脹型碳材可為一種或多種選自由20目至200目的天然鱗片狀石墨、石油碳系人工石墨、煤焦碳系的人工石墨、Kish石墨、熱分解石墨及經層間插入處理等制程制得具受熱(大于200℃)膨脹特性的石墨等石墨組成的群組。其中其粒徑較佳為50目至200目。
本發明的無鹵阻燃劑組成物，其中磷系化合物可為一種或多種選自由磷酸氫銨、紅磷、聚磷酸銨、三聚氰胺磷酸鹽、磷酸胍尿素、偏磷酸、亞磷酸、六偏磷酸、五氧化二磷及磷酸酐等磷系化合物組成的群組。本發明的無鹵阻燃劑組成物，其中磷系化合物的含磷量較佳為大于等于5％，最佳為大于等于8％。
本發明的無鹵阻燃劑組成物，其中含有氧化錳的金屬鹽類混合物是除含有氧化錳外尚可包含其他金屬鹽類，例如一種或多種選自由氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、硼酸錳或硼酸鈉等金屬鹽類組成的群組。而氧化錳與其他混練金屬化合物間重量配比關系，較佳為1∶0-120。
本發明的無鹵阻燃劑組成物，其中組成物間的重量配比關系較佳為熱膨脹型碳材∶磷系化合物∶金屬鹽類=1∶0．1-5∶0．05-10。
而此無鹵阻燃劑組成物添加入發泡體前驅物(precursor)[如PU的多元醇(polyo1)，或聚烯烴(polyolefin)]的份量依實際證明較佳為10％至100％。
為方便更進一步說明起見，將列舉以下實施例作更具體的說明。
以下實施例為本發明的具體說明，但不會因此而限定本發明的范圍。
以下實施例1至3防火PU軟質泡綿中使用的阻燃劑如下所述，使用的用量配比見表1(表中數字為重量份)PU軟質泡綿的構成成分為1．主劑(俗稱白料)編號P-9114的多元醇(polyol)，2．發泡劑(俗稱黑料)編號ISO-1561c的聚異氰酸酯(polyisocynate)。
1及2兩者使用劑量為主劑∶發泡劑=5∶3，防火測試標準以美國加州117號公報標準為主。
表1 注○代表通過×代表構法通過以下實施例4至6中以EVA-EPDM混合發泡體為例，EVA、EPDM混練發泡，發泡方式為二次發泡；防火測試標準UL-94HBF測試規范。使用的材料的用量配比見表2。
表2 注○代表通過×代表不通過由以上的實施例可知，本發明提供了一個低發煙量，凈煙，不滴燃且無毒無鹵阻燃劑組成物，其可具體用于塑膠發泡體，增進塑膠發泡體的防火性能。
權利要求
1．一種塑膠發泡體的無鹵阻燃劑組成物，其特征在于，是包括(a)1至30重量份熱膨脹型碳材；(b)1至30重量份磷系化合物；以及(c)2至100重量份含有氧化錳的金屬鹽類混合物。
2．根據權利要求1所述的無鹵阻燃劑組成物，其特征在于，其中熱膨脹型碳材為一種或多種選自由20目至200目的天然鱗片狀石墨、石油碳系人工石墨、煤焦碳系的人工石墨、Kish石墨、熱分解石墨及經層間插入處理等制程制得具受熱(大于200℃)膨脹特性的石墨等石墨組成的群組。
3．根據權利要求1所述的無鹵阻燃劑組成物，其特征在于，其中磷系化合物可為一種或多種選自由磷酸氫銨、紅磷、聚磷酸銨、三聚氰胺磷酸鹽、磷酸胍尿素、偏磷酸、亞磷酸、六偏磷酸、五氧化二磷及磷酸酐等磷系化合物組成的群組。
4．根據權利要求3所述的無鹵阻燃劑組成物，其特征在于，其中磷系化合物的含磷量大于等于8％。
5．根據權利要求1所述的無鹵阻燃劑組成物，其特征在于，其中含有氧化錳的金屬鹽類混合物是除含有氧化錳外，尚可包含一種或多種選自由氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、硼酸錳或硼酸鈉等金屬鹽類組成的群組，而氧化錳與其他混練金屬化合物間重量配比關系為1∶0-120。
6．根據權利要求1所述的無鹵阻燃劑組成物，其特征在于，其中組成物間的重量配比關系較佳為熱膨脹型碳材∶磷系化合物∶金屬鹽類=1∶0．1-5∶0．05-10。
7．一種塑膠發泡體組成物，是包括如權利要求1所述的無鹵阻燃劑組成物及發泡體前驅物，其特征在于，其中無鹵阻燃劑組成物的重量配比為發泡體前驅物重量的10％至100％。
8．根據權利要求7所述的無鹵阻燃劑組成物，其特征在于，其中發泡體的前驅物為多元醇類(polyol)。
9．根據權利要求7所述的無鹵阻燃劑組成物，其特征在于，其中發泡體的前驅物為聚烯烴類(polyolefin)。
全文摘要
一種塑膠發泡體的無鹵阻燃劑組成物,是包括(a)熱膨脹型碳材、(b)磷系化合物以及(c)含有氧化錳的金屬鹽類混合物;將此阻燃劑組成物于發泡產品的發泡制程中添加,將可制得具凈煙、抑制延燒且不滴燃的高防火性能發泡體。
文檔編號C08L23/00GK1282749SQ9911125
公開日2001年2月7日 申請日期1999年8月3日 優先權日1999年8月3日
發明者周憲聰, 周婉琪 申請人:國碳科技股份有限公司