[发明专利]一种含磷氮阻燃聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚合物材料领域，具体的涉及一种含磷氮阻燃聚合物及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，很多具有优良性能的高分子材料如聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯等，已被广泛应用于电子、汽车、建筑、玩具、包装等行业中。由于大部分聚合物材料均由碳、氢元素组成，因此它们具有高度的易燃性。近年来，由于高分子材料的引燃所导致的重大火灾事故屡屡见诸于报道。因此，大部分聚合物材料在实际使用时，必须经过阻燃处理，使之达到一定的阻燃剂别。目前，最常用的方法是采用添加卤系阻燃剂、含磷的有机物或无机化合物来解决聚合物材料的易燃性问题。但这些添加型方法有很多缺点，比如阻燃剂用量通常较大(一般须达20-50wt％)，这会导致聚合物材料机械性能、透明性下降，且随着时间的推移会因阻燃剂的迁移、流失而降低甚至丧失阻燃效果。

中国专利公开号CN1966567A报道的一种阻燃聚苯乙烯组合物，按重量将100份聚苯乙烯树脂、8-25份含溴化合物和2-6份三氧化二锑熔融共混，所得阻燃聚苯乙烯产物具有良好的阻燃性能，阻燃级别可以达到FV-0级(GB/T4609-93)，氧指数可以达到28，可用于多种恶劣环境。中国专利公开号CN101087818A报道的一种具有阻燃性的可膨胀的聚苯乙烯泡沫组合物，其阻燃成分为一种含溴的环状化合物，该阻燃剂具有较好的阻燃性，避免了其他含溴化合物不能在苯乙烯中完全溶解的弊端，能在苯乙烯单体中充分溶解，因此在生产聚苯乙烯泡沫时，可保证生成的泡沫均匀、性能稳定。上述两种通过添加含溴化合物提高聚苯乙烯的阻燃性的方法虽然效果较好，但因含溴化合物在聚合物燃烧时会生成有毒的腐蚀性气体，对环境造成污染，危害人类健康，不符合环保要求。

中国专利公开号CN101014650A报道的一种无卤阻燃聚合物泡沫材料，在聚苯乙烯熔化过程中可将阻燃剂和有机发泡剂一起引入到基体聚合物中，所用的发泡材料主要为发泡聚苯乙烯、或聚苯乙烯泡沫片材或颗粒，所用的无卤阻燃剂是一种含磷的环状化合物。国际专利WO2009037236(A1)报道了一种阻燃聚苯乙烯或者改性聚苯乙烯，其基体至少为聚苯乙烯和高抗冲聚苯乙烯的一种，或者两者的混合物，其阻燃剂组成为膨胀石墨、含磷化合物和含氟聚合物；其最终产物的机械性能、阻燃性能较聚合物基体均有大幅度提高，能较好的满足实际生产需要。虽然上述两例阻燃聚苯乙烯采用了目前比较环保的无卤阻燃方法，通过添加磷系阻燃剂，避免了含溴化合物的大量使用，但由于其采用的大部分阻燃剂仍为小分子，这类阻燃产品仍然存在着在使用过程中会因阻燃剂流失、迁移而产品性能恶化的缺点。

中国专利公开号CN101906234A报道了一种阻燃聚甲基丙烯酸甲酯组合物，其所用的阻燃剂为含氯磷酸酯。尽管所得的产物具有较好的阻燃性能和抗冲击性能，但是，在含卤阻燃剂逐渐淘汰的今天，含氯阻燃剂已不在符合无卤阻燃产品的发展方向。且该发明中提到的小分子液体阻燃剂存在着不宜加工、液体溶液渗出等缺点。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种阻燃结构不迁移、不流失的含磷氮阻燃聚合物。

本发明的另一个目的在于提供一种制备含磷氮阻燃聚合物的方法。

为实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：

一种含磷氮阻燃聚合物，其包括第一可聚单体，所述第一可聚单体为同时具有活性双键和磷氮阻燃元素的单体分子，其分子结构式如下：

；所述的含磷氮阻燃聚合物通过所述第一可聚单体均聚而成，其分子结构式为：

；其中，R₃为H原子或甲基，n为2～6的整数，R₄为甲基或乙基。

进一步的，还包括第二可聚单体，所述第二可聚单体的分子结构式为：

；所述的含磷氮阻燃聚合物通过所述第一可聚单体和所述第二可聚单体共聚而成，其分子结构式为：

；其中，m为1～300的整数，R₁和R₃为H原子或甲基，R₂为苯基或-COOCH₃；n为2～6的整数，R₄为甲基或乙基。

一种制备含磷氮阻燃聚合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)制备所述第一聚合单体；