TW200904954A - Flame retarding composition of composite material containing modified expansible graphite/ thermoplastic polymer - Google Patents
Flame retarding composition of composite material containing modified expansible graphite/ thermoplastic polymer Download PDFInfo
- Publication number
- TW200904954A TW200904954A TW096132722A TW96132722A TW200904954A TW 200904954 A TW200904954 A TW 200904954A TW 096132722 A TW096132722 A TW 096132722A TW 96132722 A TW96132722 A TW 96132722A TW 200904954 A TW200904954 A TW 200904954A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- thermoplastic polymer
- flame retardant
- expanded graphite
- modified
- composite material
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 91
- 239000010439 graphite Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 75
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 title claims abstract description 69
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 59
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 title abstract 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 69
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 66
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 25
- -1 propyl fluorenyl acrylate Chemical compound 0.000 claims description 18
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 10
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical group CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ZLQQRVUZZZCWKL-UHFFFAOYSA-N bis(2-cyanopropan-2-yl)azaniumylideneazanide Chemical compound N#CC(C)(C)[N+](=[N-])C(C)(C)C#N ZLQQRVUZZZCWKL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 claims description 5
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 claims description 5
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N Peracetic acid Chemical compound CC(=O)OO KFSLWBXXFJQRDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 claims description 4
- MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N chlorobenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1 MVPPADPHJFYWMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- PHTQWCKDNZKARW-UHFFFAOYSA-N isoamylol Chemical compound CC(C)CCO PHTQWCKDNZKARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 4
- 150000002978 peroxides Chemical group 0.000 claims description 4
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 claims description 4
- 241000283070 Equus zebra Species 0.000 claims description 3
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 3
- CWZQYRJRRHYJOI-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trimethoxydecane Chemical compound CCCCCCCCCC(OC)(OC)OC CWZQYRJRRHYJOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WFUGQJXVXHBTEM-UHFFFAOYSA-N 2-hydroperoxy-2-(2-hydroperoxybutan-2-ylperoxy)butane Chemical compound CCC(C)(OO)OOC(C)(CC)OO WFUGQJXVXHBTEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 claims description 2
- 229930182556 Polyacetal Natural products 0.000 claims description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 2
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 claims description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 2
- NHARPDSAXCBDDR-UHFFFAOYSA-N propyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCCOC(=O)C(C)=C NHARPDSAXCBDDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 claims description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 claims 3
- KDWQGVIRHOTQHB-UHFFFAOYSA-N CC(CCCCCCCCCOCCCCCCCCCC)(C)C Chemical compound CC(CCCCCCCCCOCCCCCCCCCC)(C)C KDWQGVIRHOTQHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical group O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 claims 2
- MWKFXSUHUHTGQN-UHFFFAOYSA-N decan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCO MWKFXSUHUHTGQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N tert‐butyl hydroperoxide Chemical compound CC(C)(C)OO CIHOLLKRGTVIJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- ATGDVMIULICQAN-UHFFFAOYSA-N (dimethoxy-$l^{3}-sulfanyl)oxymethane Chemical compound CO[S](OC)OC ATGDVMIULICQAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- NDQXKKFRNOPRDW-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-triethoxyethane Chemical compound CCOC(C)(OCC)OCC NDQXKKFRNOPRDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- PUNXVEAWLAVABA-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4-tetrahydroanthracene;1,2,5,6-tetrahydroanthracene Chemical group C1=CC=C2C=C(CCCC3)C3=CC2=C1.C1=CCCC2=C1C=C1CCC=CC1=C2 PUNXVEAWLAVABA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- LGJCFVYMIJLQJO-UHFFFAOYSA-N 1-dodecylperoxydodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCOOCCCCCCCCCCCC LGJCFVYMIJLQJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- NFPBWZOKGZKYRE-UHFFFAOYSA-N 2-propan-2-ylperoxypropane Chemical compound CC(C)OOC(C)C NFPBWZOKGZKYRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 241000208340 Araliaceae Species 0.000 claims 1
- HNXIPHKHJIMQOY-UHFFFAOYSA-N C(C)OC(CCCCCCCCC)(C=C)OCC Chemical compound C(C)OC(CCCCCCCCC)(C=C)OCC HNXIPHKHJIMQOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- MMIRJCHELWDUDC-UHFFFAOYSA-N C(CC)C1(C(OCCC1)(OCC)OCC)OCC Chemical compound C(CC)C1(C(OCCC1)(OCC)OCC)OCC MMIRJCHELWDUDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 235000005035 Panax pseudoginseng ssp. pseudoginseng Nutrition 0.000 claims 1
- 235000003140 Panax quinquefolius Nutrition 0.000 claims 1
- HXDYVMLZKIATBS-UHFFFAOYSA-N SC(C(=O)O)S.CCCC Chemical compound SC(C(=O)O)S.CCCC HXDYVMLZKIATBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- XBDYBAVJXHJMNQ-UHFFFAOYSA-N Tetrahydroanthracene Natural products C1=CC=C2C=C(CCCC3)C3=CC2=C1 XBDYBAVJXHJMNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- DHXVGJBLRPWPCS-UHFFFAOYSA-N Tetrahydropyran Chemical compound C1CCOCC1 DHXVGJBLRPWPCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- CUTSCJHLMGPBEJ-UHFFFAOYSA-N [N].CN(C)C=O Chemical compound [N].CN(C)C=O CUTSCJHLMGPBEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 claims 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 claims 1
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims 1
- 125000003983 fluorenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3CC12)* 0.000 claims 1
- 235000008434 ginseng Nutrition 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- 125000004356 hydroxy functional group Chemical group O* 0.000 claims 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 claims 1
- 150000002923 oximes Chemical class 0.000 claims 1
- 125000000466 oxiranyl group Chemical group 0.000 claims 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 claims 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 claims 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 abstract description 7
- 239000003340 retarding agent Substances 0.000 abstract 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 abstract 1
- 125000005401 siloxanyl group Chemical group 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 6
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 4
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 3
- 239000012769 display material Substances 0.000 description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000004114 Ammonium polyphosphate Substances 0.000 description 2
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N Para-Xylene Chemical group CC1=CC=C(C)C=C1 URLKBWYHVLBVBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019826 ammonium polyphosphate Nutrition 0.000 description 2
- 229920001276 ammonium polyphosphate Polymers 0.000 description 2
- XYOVOXDWRFGKEX-UHFFFAOYSA-N azepine Chemical compound N1C=CC=CC=C1 XYOVOXDWRFGKEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(triethoxy)silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C=C FWDBOZPQNFPOLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N m-xylene Chemical group CC1=CC=CC(C)=C1 IVSZLXZYQVIEFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 2
- 239000002341 toxic gas Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BNCADMBVWNPPIZ-UHFFFAOYSA-N 2-n,2-n,4-n,4-n,6-n,6-n-hexakis(methoxymethyl)-1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound COCN(COC)C1=NC(N(COC)COC)=NC(N(COC)COC)=N1 BNCADMBVWNPPIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LYPNDQZTDHAENR-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butylperoxy-2-methylpropane;2-hydroperoxy-2-methylpropane Chemical compound CC(C)(C)OO.CC(C)(C)OOC(C)(C)C LYPNDQZTDHAENR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LBIHNTAFJVHBLJ-UHFFFAOYSA-N 3-(triethoxymethyl)undec-1-ene Chemical compound C(=C)C(C(OCC)(OCC)OCC)CCCCCCCC LBIHNTAFJVHBLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C(C)=C XDLMVUHYZWKMMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KBQVDAIIQCXKPI-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl prop-2-enoate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOC(=O)C=C KBQVDAIIQCXKPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- YIVJZNGAASQVEM-UHFFFAOYSA-N Lauroyl peroxide Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OOC(=O)CCCCCCCCCCC YIVJZNGAASQVEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 206010036790 Productive cough Diseases 0.000 description 1
- JEHVHULVYXPDBB-UHFFFAOYSA-N [O-2].[Sr+2].[O-2].[Mg+2] Chemical compound [O-2].[Sr+2].[O-2].[Mg+2] JEHVHULVYXPDBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 208000014347 autosomal dominant hyaline body myopathy Diseases 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 1
- PBAYDYUZOSNJGU-UHFFFAOYSA-N chelidonic acid Natural products OC(=O)C1=CC(=O)C=C(C(O)=O)O1 PBAYDYUZOSNJGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- GTBGXKPAKVYEKJ-UHFFFAOYSA-N decyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCCCCCCCCCOC(=O)C(C)=C GTBGXKPAKVYEKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229940035423 ethyl ether Drugs 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000012757 flame retardant agent Substances 0.000 description 1
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012796 inorganic flame retardant Substances 0.000 description 1
- 230000002687 intercalation Effects 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 229940035429 isobutyl alcohol Drugs 0.000 description 1
- 229960004592 isopropanol Drugs 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- JITOKQVGRJSHHA-UHFFFAOYSA-M monosodium methyl arsenate Chemical compound [Na+].C[As](O)([O-])=O JITOKQVGRJSHHA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940078552 o-xylene Drugs 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- YFMFSCRSAWIWOP-UHFFFAOYSA-N phenyl(trityl)diazene Chemical compound C1=CC=CC=C1N=NC(C=1C=CC=CC=1)(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 YFMFSCRSAWIWOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 210000003802 sputum Anatomy 0.000 description 1
- 208000024794 sputum Diseases 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- GJBRNHKUVLOCEB-UHFFFAOYSA-N tert-butyl benzenecarboperoxoate Chemical compound CC(C)(C)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 GJBRNHKUVLOCEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- UMFJXASDGBJDEB-UHFFFAOYSA-N triethoxy(prop-2-enyl)silane Chemical compound CCO[Si](CC=C)(OCC)OCC UMFJXASDGBJDEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFRDHGNFBLIJIY-UHFFFAOYSA-N trimethoxy(prop-2-enyl)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CC=C LFRDHGNFBLIJIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XZZNDPSIHUTMOC-UHFFFAOYSA-N triphenyl phosphate Chemical compound C=1C=CC=CC=1OP(OC=1C=CC=CC=1)(=O)OC1=CC=CC=C1 XZZNDPSIHUTMOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 1
- 239000000052 vinegar Substances 0.000 description 1
- 235000021419 vinegar Nutrition 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/04—Ingredients treated with organic substances
- C08K9/06—Ingredients treated with organic substances with silicon-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/54—Silicon-containing compounds
- C08K5/541—Silicon-containing compounds containing oxygen
- C08K5/5435—Silicon-containing compounds containing oxygen containing oxygen in a ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/54—Silicon-containing compounds
- C08K5/544—Silicon-containing compounds containing nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/54—Silicon-containing compounds
- C08K5/544—Silicon-containing compounds containing nitrogen
- C08K5/5455—Silicon-containing compounds containing nitrogen containing at least one group
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Fireproofing Substances (AREA)
Description
200904954 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種難燃組成物,特別是指一種含有 ,經改質之膨脈型石墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成 物。 【先前技術】 高分子材料雖因具備極佳機械性質而被廣泛用於許多 曰常生活產品(如建築材料、包裝材料、機械零件等等)中, 但卻很容易遇火燃燒而引發火災,且在燃燒過程中會釋放 出大量濃煙和有毒氣體,更容易造成空氣的污染。因此, 目前業界皆希望改善高分子材料易燃的缺點,而目前的解 決方式大多是於南分子材料中添加一難燃劑。一般較常使 用之難燃劑大多含有鹵素,但在電器及電子設備廢棄物處 理法草案(Waste Electrical and Electronic Equipment 5 WEEE)中已提出危害物質禁用指令(Restriction of Hazardous Substance,RoHS)來規範各電子電器設備中之有害物質的使 用,其中,含鹵素之難燃劑已於2006年7月31日起被禁 止使用。因此,目前較符合業界需求且不含鹵素之難燃劑 為膨脹型石墨(expandable graphite)。 膨脹型石墨一般是藉由將天然石墨與酸進行反應所製 得,由於天然石墨為碳六角型平面堆積而成的層狀結構, 在與酸反應時,酸分子將會插入各個石墨層之間,並同時 讓膨脹型石墨的結構上具有雙鍵及OH、COOH等基團。當 膨脹型石墨受熱高於200°C時,其之層間插入物質將會分 200904954 解生成氣體,使得膨脹型石墨將會膨脹至原有體積的數百 倍進而變成體積蓬鬆的蠕蟲狀粉末,所以可在燃燒表面 形成阻隔碳層,以隔絕熱及降低空氣的流動,再加上石墨 的氣化點超過3_°c以上及燃燒時只產生水蒸氣,足以抵 抗一般的火災溫度並可濃密地保護建材表面,同時在未產 ,有毒氣體下,達到防火的目的,可見膨脹型石墨確實為 符《環保要求且具有極佳防火性質之難燃劑。 然而’膨脹型石墨雖具有不錯的難燃性,但因膨脹型 石墨為無機材料,機械性質遠不及有機高分子材料,較不 利於後續加工,所以,如欲發揮膨脹型石墨的難燃性質, 大多需將其與有機高分子組合製成複合材料,或者是將其 =他試劑混合製成塗佈材料。不過,如同一般無機材料: ,分子複合材料所遇到的問題,無機材料與有機高分 子材料的相容性不佳,容易產生混合不均或相分離情形, 更嚴重的是會影響無機材料或有機高分子 此’膨脹型石黑曰-丄> ^ m ‘則大少僅能少量添加至有機高分子或是 被製成f佈材料’使得後續應用受到限制。 ^前並未發現任何文獻或專利針對市售膨脹型石墨進 Φ未發現任何關於將此經改質之膨脹型石墨愈經 :=以,別是熱塑性高分子)-起反應製得複合 此,、“复口材料製成-難燃組成物的技術概念,因 之腺2有效製得具備極佳難燃性且同時含有可良好結合 :脹^墨與有機高分子之難燃組成物,對於目前業界 σ仍存在一極大需求。 200904954 【發明内容】 本案發明人首先嘗試將膨脹型石墨予以改質,再將該 經改質之膨嚴型石墨與經改質之熱塑性高分子一起反應= 成一具有自熄或難燃性之經改質之膨脹型石墨/經改質之熱 塑性高分子之複合材料,而為了使此複合材料的難燃性完、 全被發揮,於是,本案發明人嘗試將該複合材料與不含齒 素之市售難燃劑一起混合製得一難燃組成物。 因此,本發明之目的,即在提供一種具借極佳難燃性 、熱穩定性且不會產生不相容問題之含有經改質之膨脹型 石墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物。 於是,本發明之含有經改質之膨脹型石墨/熱塑性高分 子之複。材料的難燃組成物包含一經改質之膨嚴型石墨/執 塑性高分子之複合材料及一難燃劑,其中,該複合材料為、 經改質之膨脹型石墨與—經改f之熱塑性高分子進行溶 膠凝膠反應所得之一產物,該經改質之膨脹型石墨為一含 雙鍵之碎氧院改質劑與—具有多數個雙鍵之膨脹型石墨進 行自由基所媒介之反應(free radial_mediated咖如吵斤得之 產物’㈣氧院改質劑含有至少一用於與該膨脹型石墨 之雙鍵形成鍵結之雙鍵及至少—可水解之⑦氧烧基,該經 改質之熱塑性高分子具有至少—可水解之⑦氧院基。 本發月之難燃組成物因為加入該經改質之膨脹型石墨/ 熱塑性高分子之複合材料,並藉由該複合材料同時含有膨 脹,石墨及熱塑性高分子’使得後續所加入之難燃劑,J _疋無機難燃劑或有機難燃劑’皆可與此複合材料之間具 200904954 備良好的相容性’且因為兮 m ^ ji …s 材料本身已具備自熄或難 九,、佳及極佳的熱穩定性,盥 (.. 〃難燃劑之間將產生協同效應 (synergistic effect),進而可女栌姐 ^ .. 了大巾田如昇本發明之難燃組成物的 難燃性及熱穩定性。 【實施方式】
較佳地’該用於改質膨胳刑s > A 員焉服1石墨之含雙鍵之矽氧烷改 質劑是由下式(I)所示: 1 予3 OR4 R2 \」 丫 2/C—C—Y»t(ch2)7平一OR5 (I) OR6 於該式(I)中’ R、R2及R3可為相同或不同且分別表示氮或 碳數範圍介於i至6之間的燒基;γ為((>〇)_〇基團,m為 0或1,R、R及R6可為相同或不同且分別表示氫、碳數範 圍介於1至6之間的烷基或碳數範圍介於丨至6之間的三烷 基矽烷基;及η為介於〇至6之間的正整數。更佳地,Rl、 R2及R3分別表示氫或碳數範圍介於i至3之間的烷基;以 及R4、R5及R6分別表示氫、碳數範圍介於1至3之間的烷 基或碳數範圍介於1至3之間的三烷基矽烷基。又更佳地’ 該式(I)所示之改質劑是選自於3-(三曱氧基矽烷)丙基甲基丙 稀 S夂 西曰[3-(Trimethoxysilyl)propyl methacrylate , H2C2CH3C02CH3Si(0CH3)3,MSMA]、乙烯基三乙氧基矽烷 [vinyl triethoxysilane,VTES]、(3-丙烯醯氧丙基)三曱氧基矽 烷[(3-acryloxypropyl) trimethoxysilane]、烯丙基三曱氧基矽 烷[(allyltrimethoxysilane)]、烯丙基三乙氧基矽烷 200904954 [aUyltHeth〇Xysilane]或烯丙基參(三甲基矽氧基)矽烷 [anyi.(t—ethyIsiIoxy)si】叫。而於本發明之一具體例中]0 用於改質該膨脹型石墨之改質劑為乙烯基三乙氧基石夕烧。 上述之經改質之熱塑性高分子可運用任何習知改質劑 進行改質,但必須使該經改質之熱塑性高分子具備至少一 可水解之基團。該經改質之熱塑性高分子可藉由將市售熱 塑性高分子與該含雙鍵之發氧烧改f劑進行反應而製得, 或是在單體聚合過程中加人該含雙鍵之梦氧烧改質劑並進 行反應而製得。較佳地,該經改質之熱塑性高分子是由上 述含雙鍵之♦氧烧改質劑與—熱塑性高分子進行自由基所 媒)I反應而得之^**產物。 熱塑性高分子可依據需要進行選擇,較佳地,該熱 塑性南分子是選自於聚甲基丙烯酸曱冑、聚乙烯、聚丙烯 、聚苯乙烯、丙烯酸-丁二烯-苯乙烯樹脂、聚氣乙烯、尼龍 、聚縮酸(POM)、聚石炭酸醋、聚苯乙稀對二甲酸酉旨或前述之 一組合。而於本發明之一具體例中,該熱塑性高分子是聚 曱基丙烯酸甲酯。 較佳地,用於改質該熱塑性高分子之石夕氧貌改質劑是 由上式(I)所示,其之各個基團的界定與上述定義相同。而 於本發明之一具體例中,用於改質該熱塑性高分子之改質 劑為3-(三甲氧基矽烷)丙基曱基丙烯酸酯。 於上述經改質之膨脹型石墨或經改質之熱塑性高分子 的製作過程中,所進行之自由基所媒介反應可分別依據習 知方法選擇適當的反應物、反應輔助試劑[如起始劑 200904954 (initiator)]及反應條件(溫度、壓力等),且該膨脹型石墨或 熱塑性高分子與該矽氧烷改質劑之比例可依據習知反應用 量來調配。較佳地,該自由基所媒介之反應是在一起始劑 及一溶劑之存在下進行。 較佳地,該膨脹型石墨與該矽氧烷改質劑之重量比例 是介於1 : 1至1 : 10之間;更佳地,該膨脹型石墨與該矽 氧烷改質劑之重量比例是介於1 : 3至1 : 6之間。於本發 明之一具體例中,該膨脹型石墨與該矽氧烷改質劑之重量 比例是1 : 5。 較佳地,該熱塑性高分子與該矽氧烷改質劑之莫耳比 例是介於1 : 0.001至1 : 1之間;更佳地,該熱塑性高分子 與該矽氧烷改質劑之莫耳比例是介於1 : 〇.〇1至1 : 1之間 〇 該起始劑可依據需求選擇任何習知用於自由基所媒介 反應之起始劑,較佳地,該起始劑是選自於過氧化物 (peroxide)或偶氮化合物(azo compound)。該過氧化物包含但 不限於過酷酸(peracetic acid)、過氧化丁酮(Methyl Ethyl Ketone Peroxide,ΜΕΚΡΟ)、過氧化二苯曱醢(dibenzoyl peroxide)、氳過氧化第三丁基(t-butyl hydroperoxide)、第三 丁基過苯曱酸鹽(t-butyl perbenzoate)、過氧化異丙基苯 (cumyl peroxide)或過氧化十二醯(lauroyl peroxide)等。該偶 氮化合物包含但不限於重氮雙異丁腈(azobisisobutyronitrile ,AIBN)或苯基偶氣三苯基甲烧(phenyl azotriphenylmethane)等。而於本發明之一具體例中,該起始 10 200904954 劑是重氮雙異丁腈。 較佳地,該溶劑是選自於丙酮(acetone)、異戊醇 (isoamyl alcohol)、異丁醇(isobutyl alcohol)、異丙醇 (isopropyl alcohol)、乙醚(ethyl ether)、鄰-二甲苯(orthoxylene) 、 間-二曱苯 (meta-xylene) 、 對-二曱苯 (para-xylene) 、氣苯(chlorobenzene)、曱苯(toluene)、曱醇(methanol)、氮 ,氮-二甲基甲醢胺(N,N-dimethyl,formamide)、丁酮(methyl ethyl ketone)、四氫夫喃(tetrahydrofuran,THF)或前述之一 組合。而於本發明之一具體例中,該溶劑是四氫呋喃。 該自由基所媒介之反應的溫度可依據反應物、所使用 溶劑或其他反應條件(如壓力)等進行調整變化。較佳地,該 自由基所媒介之反應於常壓下的溫度是介於60°C至90°C 之間;更佳地,該反應溫度是介於75°C至85°C之間。 較佳地,以該經改質之膨脹型石墨/經改質之熱塑性高 分子之複合材料的總重為1〇〇 wt%計算,該經改質之膨脹型 石墨的重量比例是15 wt%以上。更佳地,該經改質之膨脹 型石墨的重量比例範圍是介於20 wt%至50 wt%之間。 該溶膠凝膠反應是使該經改質之膨脹型石墨、該經改 質之熱塑性高分子與一酸液進行水解及加熱縮合步驟而完 成。較佳地,該溶膠凝膠反應之溫度是介於室溫至100°C 之間;更佳地,該溶膠凝膠反應之溫度是介於室溫至60°C 之間。 於本發明之難燃組成物中,可選擇加入各種不含鹵素 之市售難燃劑。較佳地,該難燃劑是選自於含磷化合物[如 11 200904954 聚墙酸I安(ammonium polyphosphate,APP)、磷:酸三苯基鹽 (triphenyl phosphate ,TPP)]、含石夕化合物[如四乙氧基石夕烧 、偏石夕酸納(metasilicate hydrate)、二氧化石夕奈米顆粒等]、 含氮化合物[如三聚氰胺(melamine)、具醚基三聚氰胺 (hexakis(methoxymethyl) melamine)等]、含棚化合物[如棚酸 、參(2-經基丙基)删酸鹽(tris(2-hydroxypropyl) borate)]、聚 醯亞胺(polyimide)、氫氧化铭、氳氧化鎂、碳酸#5、或前述 之一組合。而於本發明之一具體例中,該難燃劑是四乙氧 基石夕烧。 較佳地,該複合材料與該難燃劑之含量比例係介於65 :35至95 : 5之間。更佳地,該複合材料與該難燃劑之含 量比例係介於70 : 30至90 : 10之間。 本發明將就以下實施例來作進一步說明,但應瞭解的 是,該實施例僅為例示說明之用,而不應被解釋為本發明 實施之限制。 <實施例> [製備例】 1. 經含雙鍵之矽氧烷改質劑改質之膨脹型石墨的製備: 將1克之膨脹型石墨(由台灣聯碳公司所製造,品 名為CE011)、0.4克(0.002 mol)之重氮雙異丁腈(由曰 本SHOWA公司所製造)與10 mL之四氫呋喃進行混合 而取得一混合液,接著於此混合液中加入5克(0.028 mol)之乙烯基三乙氧基矽烷(由日本SHOWA公司所製 造),然後使該混合液於80°C溫度下進行反應,便獲得 12 200904954 該經含雙鍵之矽氧烷改質劑改質之膨脹型石墨。 2.經改質之膨脹型石墨/經改質之熱塑性高分子之複合材 料的製備: 將5 g(0.05 mol)之甲基丙烯酸曱酯(由日本sh〇wa 公司所製造)、0.25 g(〇.〇〇〇9 mol)之3_(三甲氧基矽烷) 丙基曱基丙烯酸酯(由比利時Acros,〇rganics公司所製 造)與0.105 g之重氮雙異丁腈(由日本SH〇WA公司所 製造)予以混合而製得一混合物,然後將此混合物於 7〇°C之溫度下進行攪拌,以製得該經改質之熱塑性高 分子。 . ° 將10 mL之水與10 mL之四氫呋喃、予以混合再 加入適量鹽酸’以獲得一酸液。接著,依據經改質之 膨脹型石墨與經改質之熱塑性高分子之重量比例為2〇 :80,於此酸液中分別緩慢加入上述經改質之膨脹型 石墨及經改質之熱塑性高分子,然後在室溫下攪拌10 小時後,以製得該經改質之膨脹型石墨/經 性高分子之複合材料。 塑 [實施例1〜3]含有該經改質之膨服型石墨/經改質之熱㈣ 高分子之複合材料之難燃組成物的製備: 分別依據上述製備例所製得之複合材料與難燃劑( 四乙氧基石夕烧)之添加比例為9〇 : 1〇、8〇 : 及川: 3〇’將上述複合材料與四乙氧基錢予以授拌混合並 加熱至60 〇C溫度,再歷經8小時之時間,即分別製得 該實施例1〜3之難燃組成物。 13 200904954 【比較例]比較例之材料為聚曱基丙烯酸曱酯(PMMA)。 [琪!I試] 1'熱性質分析: (1) 熱重量損失:分別利用一熱重分析儀(TGA)測試實施 例1〜3之難燃組成物、製備例之複合材料及比較例 之材料在氮氣環境下的熱重損失行為,同時紀錄 Td1Q(熱重量損失10%裂解溫度;)及80〇°c下之焦炭殘 餘量[char yield,C.Y.(wt%)],所得結果如表1所示 。當Td1C)溫度越高以及焦炭殘餘量越高,顯示熱穩 定性越佳。 (2) 積分程序分解溫度(integral procedure decomposition temperature ’ IPDT):分別依據上述熱重量損失所測 得之曲線圖及以下公式來計算實施例丨〜3之難燃組 成物、製備例之複合材料及比較例材料之積分程序 分解溫度: IPDT(°C)= A*xK*x(Tf— Τ;)+ τ;
Ti為最初實驗溫度,Tf為最終實驗溫度,a* = (s i + SaVd + Sa+SJ及 K* = (S1+S2)/S1,分別依據圖 j 所標示處計算各個熱重量損失曲線圖之s 的面積。 所得結果分別如表1所示。IPDT溫度越高,熱穩定 性越佳。 2·燃燒性質:依據標準方法ASTM D2863,藉由分別測 定實施例1〜3之難燃組成物、製備例之複合材料及比 14 200904954 較例材料之極限需氧指數(limiting oxygen index, L.O.I.)來判定難燃性質,所得結果分別如表1所示。 當L.O.I.S21時,顯示材料為可燃性;當22SL.O.I. $25時,顯示材料為自熄性(不易燃燒)以及L.0.1.2 26時,顯示材料為難燃性。 表1
Td10(°C) C.Y.(wt°/〇) IPDT(°C) L.O.I. 比較例之PMMA ▲ 231.49 0.93 337.33 14 製備例之複合材料 225.10 31.82 1076.33 26 實施例1之難燃組成物 363.45 34.60 1103.91 28 實施例2之難燃組成物 337.05 45.45 1286.79 33 實施例3之難燃組成物 340.93 44.91 1426.37 47
[結果J 1. 熱性質: 由表1之結果可知,相較於製備例所製得之複 合材料及比較例,實施例1〜3之難燃組成物的Td10 溫度已提昇至330°C以上、焦炭殘餘量亦為34 wt°/〇 以上,以及IPDT溫度亦有效提昇至1100°C以上, 證明實施例1〜3之難燃組成物的熱穩定性較佳。由 以上比較可知,本發明之難燃組成物確實具備較佳 之熱穩定性。 2. 燃燒性質: 由表1之結果可知,實施例1〜3之難燃組成物 的L.O.I.皆明顯高於26,甚至高達47,證明實施例 15 200904954 1〜3難燃組成物皆符合難燃性質。此外,由實施例 1〜3之L.O.I可發現,隨著TEOS的含量增加,L 〇 t 也會隨著增加’證明TEOS與經改質之膨脹型石墨具 有協同效應。 綜上所述,本發明之含有經改質之膨脹型石墨/熱塑性 高分子之複合材料的難燃組成物由於含有一新穎的經改質 之膨脹型石墨/熱塑性高分子之複合材料,而與該難燃劑之 間可產生協同效應,進而可讓本發明之難燃組成物具備更 佳之難燃性及熱穩定性。 惟以上所述者,僅為本發明之較佳實施例而已,當不 能以此限定本發明實施之範目,#大凡依本發明申請二利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾,皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 無 【主要元件符號說明】 無 16
Claims (1)
- 200904954 十、申謗專利範圍: 1. 一種含有岐質之_型石,錄塑 :=物,包含,質之膨膜型石二:: 質之::一難燃劑,其中,該複合材料為-經改 膠反廄乂“墨與一經改質之熱塑性高分子進行溶膠凝 谬反應所得之—-± jf 產物,該經改質之膨脹型石墨為一含雔 鍵::氧烷改質劑與一具有多數個雙鍵之膨脹型石墨進 ^ I所媒介反應而得之—產物’财氧燒改質劑含 有用於與該膨脹型石墨之雙鍵形成鍵結之雙鍵及 至夕一可水解之石夕氧烧基,該經改質之熱塑性高分子具 有至少—可水解之矽氧烷基。 八 依據申明專利範圍第i項所述之含有經改質之膨脹型石 墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物,其中,該 氧院改質劑是由下式(I)所示: 巧一 〇R5 (I) ORe . 於該式(I)中, Rl、I及R3可為相同或不同且分別表示氫或碳數範圍 介於1至6之間的烷基; Y為(C=〇)一〇基團,m為0或1 ; R4、汉5及R6可為相同或不同且分別表示氫、後數範圍 介於1至6之間的烷基或碳數範圍介於1至6之間 的三烷基矽烷基;及 17 200904954 η為介於〇至6之間的正整數。 3.依據巾請專利範圍第2項所述之含有經改f之膨服型石 墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物,#中,該式 ()所不之改質劑疋選自於3_(三甲氧基矽烷)丙基曱基丙 烯酸知、乙烯基三乙氧基石夕烧、(3_丙烯醯氧丙基)三甲 氧基矽烷、烯丙基三甲氧基矽烷、稀丙基三乙氧基石夕烷 或烯丙基參(三甲基矽氧基)矽烷。 4.依據中4專利㈣第3項所述之含有經改質之膨服型石 墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物,其中,用於 與該膨脹型石墨進行反應<改質劑是乙缔基三乙氧 烷。 ^ 5. 6. 依據申請專利範圍第!項所述,之含有經改質之膨服型石 墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物,其中,該經 改質^熱塑性高分子是由該含雙鍵之碎氡規改質劑與熱 塑性高分子進行自由基所媒介反應而得之—產物。 依據申請專利範圍第5項所述之含有經改質之膨脹型石 墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物,其中,該矽 氧院改質劑是由下式(I)所示: Ri\ r3 0R4 :c—Y.ir(CH2)^Si—0R5 0R6 (i) 於該式(I)中, h及R3可為相同或不同且分別表示氫或碳數範圍 介於1至6之間的烷基; 18 200904954 Y為(C=〇)-〇基團,m為〇或1; R^R5A R6可為相同或不同且分別表示氫、碳數範圍 於1至6之間的院基或碳數^圍介於!至6之間 的三烷基矽烷基;及 η為介於〇至6之間.的正整數。 7. 依據中%專利軌圍第6項所述之含有經改質之膨服型石 墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物,#中,該式 ⑴所示之改質劑是選自於3_(三甲氧基石夕烧)丙基甲基二 烯酸西曰、乙烯基二乙氧基矽烷、(3_丙烯醯氧丙基)三甲 氧基錢、烯丙基三甲氧基㈣、稀丙基三乙氧基石夕院 或烯丙基參(三甲基矽氧基)矽烷。 8. 依據中請專利範圍第7項所述之含有經改質之膨服型石 墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物,纟中,用於 與該熱塑性高分子進行反應之改質劑是3_(三甲氧基残 )丙基甲基丙烯酸g旨。 9. 依射請專利|請第丨項所述之含有經改質之膨服型石 墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物,其中,該膨 脹型石墨與該改質劑之重量比例是介於i ·· i至丨:Μ = 間。 10. 依據申請專利範圍第5項所述之含有經改質之膨脹型石 墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物,其中,該熱 塑性高分子與該改質劑之莫耳比例是介於i : 〇 〇〇ι至1 • 1之間。 化依據巾請專利範圍第5項所述之含有經改f之膨服型石 19 200904954 墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物,其中,該熱 塑性高分子是選自於聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙 烯、聚笨乙烯、丙烯酸-丁二烯-苯乙烯樹脂、聚氣乙烯 、尼龍、聚縮醛、聚碳酸酯、聚苯乙烯對二甲酸酯或前 述之一組合。 12. 依據申請專利範圍第11項所述之含有經改質之膨脹型石 墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物,其中,該熱 塑性高分子是聚甲基丙烯酸甲酯。 13. 依據申請專利範圍第1項或第5項所述之含有經改質之 膨脹型石墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物,其 中,該自由基所媒介反應是在一起始劑及一溶劑之存在 下進行。 14. 依據申請專利範圍第13項所' 述之含有經改質之膨脹型石 墨/熱塑性馬分子之複合材料的難燃組成物,其中,該起 始劑是選自於過氧化物或偶氮化合物。 15. 依據申請專利範圍第14項所述之含有經改質之膨脹型石 墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物,其中,該起 始劑是過氧化物’該過氧化物是選自於過醋酸、過氧化 丁酮、過氧化二苯曱醯、氫過氧化第三丁基、第三丁美 過苯曱酸鹽、過氧化異丙基笨或過氧化十二醯。 16. 依據申睛專利範圍第14項所述之含有經改質之膨脹型石 墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物,其中,該起 始劑是偶氮化物,該偶氮化物是選自於重氮雙異丁腈或 苯基偶氮I二苯基甲烧。 20 200904954 17. 依據申請專利範圍第16項所述之含有經改質之膨脹型石 墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物,其中,該起 始劑是重氮雙異丁腈。 18. 依據申請專利範圍第13項所述之含有經改質之膨脹型石 墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物,其中,該溶 劑是選自於丙酮、異戊醇、異丁醇、異丙醇、乙醚、鄰合 二甲苯、間-二曱苯、對-二曱苯、氯苯、甲苯、曱醇、 氮,氮-二甲基甲醯胺、丁_、四氫呋喃或前述之一組合 〇 19. 依據申請專利範圍第18項所述之含有經改質之膨脹型石 墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物,其中,該溶劑是四氫咬喃。 20.依據申請專利範圍第13 墨/熱塑性高分子之福合 墨/熱塑性尚分子之複合材料的難燃組成物,其中,該 由基所媒介反應的溫度是介於6〇。匚至9〇。匚之間。 依據申請專利範圍第20項所述之含有經改質之膨脹型 墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物,其中,該 由基所媒介/i庙疫甚人______23·依據申請專利範圍第121 200904954 墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物,其中,該溶 膠凝膠反應的溫度是介於室溫至1〇〇C3C之間。 24. 25. 26. 依據申請專利範圍第1項所述之含有經改質之膨脹型石 墨/熱塑性南分子之複合材料的難燃組成物,其中,該難 燃劑是選自於含填化合物、切化合物、含I化合物、 含删化合物、氫氧化銘、氫氧化鎂、碳酸舞或前述之一 組合。 依據申請專利範圍 Μ , 地又含有員I膨脹型石 墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組 燃劑是四乙氧基石夕院。 以,該難 依據申料利範圍第i項所述之含有經改質之膨服型石 墨/熱塑性高分子之複合材料的難燃組成物,其中,, 合材料與該難燃劑之含量比例係介於 、°亥複 肋。 Μ至95:5之 22
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW096132722A TW200904954A (en) | 2007-07-17 | 2007-09-03 | Flame retarding composition of composite material containing modified expansible graphite/ thermoplastic polymer |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW96126008 | 2007-07-17 | ||
| TW096132722A TW200904954A (en) | 2007-07-17 | 2007-09-03 | Flame retarding composition of composite material containing modified expansible graphite/ thermoplastic polymer |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW200904954A true TW200904954A (en) | 2009-02-01 |
| TWI352113B TWI352113B (zh) | 2011-11-11 |
Family
ID=40472411
Family Applications (6)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW096132720A TW200904877A (en) | 2007-07-17 | 2007-09-03 | Composite material of modified expansible graphite /modified thermoplastic polymer |
| TW096132725A TW200904955A (en) | 2007-07-17 | 2007-09-03 | Flame retarding composition of composite material containing modified expansible graphite/ thermosetting polymer |
| TW096132723A TW200904909A (en) | 2007-07-17 | 2007-09-03 | Modified expansible graphite by silane modifying agent and producing method thereof |
| TW096132719A TWI385203B (zh) | 2007-07-17 | 2007-09-03 | The modified graphite with modified double - key siloxane modifier and its preparation method |
| TW096132724A TW200904878A (en) | 2007-07-17 | 2007-09-03 | Composite material of modified expansible graphite /modified thermosetting polymer |
| TW096132722A TW200904954A (en) | 2007-07-17 | 2007-09-03 | Flame retarding composition of composite material containing modified expansible graphite/ thermoplastic polymer |
Family Applications Before (5)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW096132720A TW200904877A (en) | 2007-07-17 | 2007-09-03 | Composite material of modified expansible graphite /modified thermoplastic polymer |
| TW096132725A TW200904955A (en) | 2007-07-17 | 2007-09-03 | Flame retarding composition of composite material containing modified expansible graphite/ thermosetting polymer |
| TW096132723A TW200904909A (en) | 2007-07-17 | 2007-09-03 | Modified expansible graphite by silane modifying agent and producing method thereof |
| TW096132719A TWI385203B (zh) | 2007-07-17 | 2007-09-03 | The modified graphite with modified double - key siloxane modifier and its preparation method |
| TW096132724A TW200904878A (en) | 2007-07-17 | 2007-09-03 | Composite material of modified expansible graphite /modified thermosetting polymer |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20090082500A1 (zh) |
| TW (6) | TW200904877A (zh) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011094324A2 (en) * | 2010-01-27 | 2011-08-04 | Intellectual Property Holdings, Llc | Fire -retardant polyurethane foam and process for preparing the same |
| KR101962997B1 (ko) * | 2012-05-09 | 2019-03-27 | 선 케미칼 코포레이션 | 표면 개질된 안료 입자, 그 제조 방법 및 응용예 |
| WO2013169413A1 (en) | 2012-05-09 | 2013-11-14 | Laird Technologies, Inc. | Polymer matrices functionalized with carbon-containing species for enhanced thermal conductivity |
| CN103319915B (zh) * | 2013-05-14 | 2014-07-23 | 北京理工大学 | 可膨胀石墨的改性方法 |
| WO2015175029A1 (en) * | 2014-01-30 | 2015-11-19 | University Of Houston System | Graphitic nanocomposites in solid state matrices and methods for making same |
| CN103804621B (zh) * | 2014-02-19 | 2016-03-16 | 哈尔滨工业大学 | 一种含插层石墨的阻燃聚氨酯泡沫的制备方法 |
| JP2019131765A (ja) * | 2018-02-02 | 2019-08-08 | 積水化学工業株式会社 | エポキシ樹脂組成物 |
| CN112566983B (zh) * | 2018-08-15 | 2023-01-10 | 3M创新有限公司 | 有机硅密封剂组合物 |
| CN112778754B (zh) * | 2021-01-28 | 2022-04-05 | 浙江工业大学 | 一种抗静电阻燃尼龙6复合材料的制备方法 |
| CN114213058B (zh) * | 2021-12-01 | 2022-08-09 | 青阳绿能粒子开发有限公司 | 一种改性无机粉体材料及其制备方法 |
| TWI802522B (zh) * | 2022-11-03 | 2023-05-11 | 亞東學校財團法人亞東科技大學 | 易於清理之防淹水水溝蓋結構 |
| CN118165599B (zh) * | 2024-03-22 | 2024-11-15 | 深圳嘉德高新材料有限公司 | 一种自修复阻燃涂料及其制备方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5942561A (en) * | 1995-03-03 | 1999-08-24 | Tosoh Corporation | Fire-retardant polymer composition |
| US5760115A (en) * | 1995-03-03 | 1998-06-02 | Tosoh Corporation | Fire-retardant polymer composition |
| EP0794229B1 (en) * | 1996-03-08 | 2006-06-07 | Tosoh Corporation | Flame retardant engineering plastic composition |
| GB0229810D0 (en) * | 2002-12-20 | 2003-01-29 | Vantico Ag | Flame retardant polymer compositions |
| WO2005002530A1 (en) * | 2003-07-04 | 2005-01-13 | Nanon A/S | A method of producing a silanized composite filler and a method of producing a composite material |
| US7271206B2 (en) * | 2003-12-23 | 2007-09-18 | Industrial Technology Research Institute | Organic-inorganic hybrid compositions with sufficient flexibility, high dielectric constant and high thermal stability, and cured compositions thereof |
-
2007
- 2007-09-03 TW TW096132720A patent/TW200904877A/zh not_active IP Right Cessation
- 2007-09-03 TW TW096132725A patent/TW200904955A/zh not_active IP Right Cessation
- 2007-09-03 TW TW096132723A patent/TW200904909A/zh not_active IP Right Cessation
- 2007-09-03 TW TW096132719A patent/TWI385203B/zh not_active IP Right Cessation
- 2007-09-03 TW TW096132724A patent/TW200904878A/zh not_active IP Right Cessation
- 2007-09-03 TW TW096132722A patent/TW200904954A/zh not_active IP Right Cessation
-
2008
- 2008-06-24 US US12/145,315 patent/US20090082500A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW200904955A (en) | 2009-02-01 |
| TWI352104B (zh) | 2011-11-11 |
| TWI385203B (zh) | 2013-02-11 |
| TWI352113B (zh) | 2011-11-11 |
| TWI352096B (zh) | 2011-11-11 |
| TW200904876A (en) | 2009-02-01 |
| TWI352095B (zh) | 2011-11-11 |
| TW200904878A (en) | 2009-02-01 |
| TWI352114B (zh) | 2011-11-11 |
| US20090082500A1 (en) | 2009-03-26 |
| TW200904877A (en) | 2009-02-01 |
| TW200904909A (en) | 2009-02-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW200904954A (en) | Flame retarding composition of composite material containing modified expansible graphite/ thermoplastic polymer | |
| AU2009315777B2 (en) | Intumescent composition | |
| Liu et al. | Preparation, thermal properties, and flame retardance of epoxy–silica hybrid resins | |
| CN103387757B (zh) | 一种超临界中水滑石接枝阻燃剂的制备方法 | |
| CN117777615B (zh) | 一种耐高温阻燃pvc材料及其制备方法 | |
| Qian et al. | Flame retardancy and thermal stability of polyhedral oligomeric silsesquioxane nanocomposites | |
| Jiang et al. | Polycarbonate composites flame‐retarded by polyphenylsilsesquioxane of ladder structure | |
| Kuan et al. | Synthesis, characterization, flame retardance and thermal properties of halogen-free expandable graphite/PMMA composites prepared from sol–gel method | |
| TWI311144B (en) | Flame retardant polymer compositions | |
| CN109266070B (zh) | 一种阻燃涂料及其制备方法 | |
| CN109942766B (zh) | 一种苯乙烯与有机磷杂菲亚甲基丙烯酸酯嵌段共聚物及其制备方法 | |
| CN107722652A (zh) | 一种沥青抑烟改性剂、抑烟改性沥青及其制备方法 | |
| CN110903546B (zh) | 一种阻燃型高分子材料及其制备方法和应用 | |
| TW200923001A (en) | Non-halogen flameproof resin composition | |
| TW201030074A (en) | Method for producing polymer nanocomposite, and flame-retardant polymer nanocomposite formed by the production method | |
| CN118852508B (zh) | 一种具有耐候性和阻燃性的聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| CN113563591B (zh) | 一种侧链含dopo基的聚磷硅炔阻燃剂及其制备方法 | |
| Jiang et al. | Self-Catalytic Ceramicization in Transparent Ablation-Resistant Organosilicon–Boron Coatings for Advanced Fire Protection | |
| CN116120654A (zh) | 一种有机硅聚合物在塑料阻燃中的应用 | |
| CN109836748A (zh) | 一种含有经改性的膨胀型石墨复合材料 | |
| CN109836747A (zh) | 一种含有经改性的膨胀型石墨复合材料的阻燃组成物 | |
| CN109836746A (zh) | 一种石墨复合材料的阻燃组成物 | |
| CN109836745A (zh) | 一种膨胀型石墨复合材料 | |
| JPS6017446B2 (ja) | 耐放射線性樹脂組成物 | |
| CN117659708A (zh) | 一种阻燃硅橡胶及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |