[发明专利]对称环状膦酸酯化合物,制备其的方法和含有其的阻燃性苯乙烯树脂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及新型的膦酸酯化合物和含有其的阻燃性苯乙烯树脂组合物。更特别的，本发明涉及具有新型结构的对称环状膦酸酯化合物和苯乙烯树脂组合物，其中苯乙烯树脂组合物是通过将该对称环状膦酸酯化合物应用到苯乙烯树脂和聚苯醚树脂的混合树脂来制备的，从而产生良好的阻燃性。

背景技术

一般来说，苯乙烯树脂具有良好的加工性能和机械性能，因此已经用于多种电学和电子产品的外壳部分。但是，因为苯乙烯树脂自身容易被点燃，所以它们不能抗燃烧。特别地，一旦苯乙烯树脂由于外界燃烧源而着火，它们会进一步扩大燃烧。而且，基于安全的原因，苯乙烯树脂在如美国、日本和欧洲的国家由于可燃性而受到多种强制性限制，必须具有高阻燃性从而达到对于在电学和电子产品的外壳中应用的美国保险协会实验室标准。因此，需要能够产生阻燃性苯乙烯树脂的技术从而拓宽其应用。

广泛使用的已知向苯乙烯树脂提供良好的阻燃性的方法包括将含卤化合物作为阻燃剂添加到橡胶改性的苯乙烯树脂，以及添加含锑化合物作为阻燃助剂。用于提供阻燃性的含卤化合物的实例包括聚溴化二苯醚、四溴双酚A、溴取代的环氧化合物、氯化聚乙烯，等等。三氧化二锑或者五氧化二锑通常被用作含锑化合物。

当使用含卤和含锑化合物来改善树脂的阻燃性时，可以容易地向得到的产品提供理想程度的阻燃性而不会显著降低其物理性能。因此，现在将含卤和含锑化合物用作电器和办公设备的外壳材料、ABS树脂、PS树脂、PBT树脂、PET树脂或者环氧树脂的主阻燃剂。但是，含卤化合物在加工过程中释放的卤化氢气体会对人体具有致命的影响，并且具有高度的环境持久性，因为这些化合物是不能自然降解的。这些化合物也不能溶解在水中，因此会是高度生物累积的。特别地，聚溴化二苯醚，其被广泛用作含卤阻燃剂，在燃烧过程中更易于产生有毒气体，如二噁英(dioxin)或者呋喃，因此对人类和环境是有害的。因此，仍在不断努力进行不使用含卤化合物的阻燃性方法的开发。

发明内容

因此，本发明涉及新型对称环状膦酸酯化合物和通过将该对称环状膦酸酯化合物应用于苯乙烯树脂的高度阻燃性苯乙烯树脂组合物。

本发明的一些方面提供了一种可以表现出优异的阻燃性的新型对称环状膦酸酯化合物，以及制备其的方法。

本发明的一些方面还提供了一种阻燃性树脂组合物，其包括对称环状膦酸酯化合物作为阻燃剂并且其是环境友好的。

本发明的一些方面还提供了一种阻燃性树脂组合物，其可以通过添加对称环状膦酸酯化合物作为阻燃剂从而降低聚苯醚的添加量来进行制备，因此表现出良好的抗冲击性能和成型加工性能。

本发明的这些和其它目的会通过本发明以下披露的内容而实现。

根据本发明的一个方面，提供了由下面的化学式1表示的新型对称环状膦酸酯化合物：

[化学式1]

其中，R₁和R₂各自独立地为氢、C₁～C₆烷基或者C₆～C₂₀芳基。

在本发明的示例性实施方案中，由化学式1表示的磷酸酯化合物可通过将由下面的化学式2表示的膦酰二氯与由下面的化学式3表示的多元醇在碱存在下进行反应来制备：

[化学式2]

其中R₂是氢、C₁～C₆烷基或者C₆～C₂₀芳基；

[化学式3]

其中R₁是氢、C₁～C₆烷基或者C₆～C₂₀烷基。

根据本发明的示例性实施方案，阻燃性苯乙烯树脂组合物可以包括约100重量份的包括(A)苯乙烯树脂和(B)聚苯醚树脂的基础树脂；以及约0.5到约50重量份的(C)由化学式1表示的对称环状膦酸酯化合物。

在本发明的一个示例性实施方案中，基础树脂可以优选包括按重量计约60％到约99％的苯乙烯树脂(A)和按重量计约1％到约40％的聚苯醚树脂(B)。

在本发明的另外一个示例性实施方案中，基于约100重量份的基础树脂(A)+(B)，树脂组合物还可以包括约0.1到约40重量份的(D)芳香族磷酸酯化合物、(E)磷酸酯化合物，或者它们的混合物。

附图说明

图1图示说明了在本发明的实施例1中制备的对称环状膦酸酯化合物(I-1)的GC-MS分析结果。