[发明专利]含磷杂菲类化合物的阻燃树脂及其合成工艺和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种不饱和聚酯树脂，尤其涉及一种含磷杂菲类化合物的非卤素阻燃型不饱和聚酯树脂，合成该树脂的工艺，以及可将该树脂应用于对卤素有限制要求或有较高要求的阻燃产品中，如：航空及高铁等中的内饰板和卫生洁具产品。 

背景技术

不饱和聚酯树脂(Unsaturated Polyester Resin，UPR)是一般是由不饱和二元酸与二元醇或者饱和二元酸与不饱和二元醇缩聚而成的具有酯键和不饱和双键的线型高分子化合物。该混合物又在热、光或引发剂的作用下发生共聚，交联而成空间网状结构的固态材料。作为一种使用最为广泛的热固型树脂，由其制成的制品具有重量轻、强度高、耐化学腐蚀和电绝缘性好等优良性质，且成型方法简单，便于制造大型或结构复杂的塑料制品(如：玻璃钢)。不饱和聚酯树脂现已被广泛应用于交通车辆、建筑、造船、化工设备、电子电器、体育器材及日用器材等领域，是当今复合材料行业中用量最多的基体树脂。 

不饱和阻燃树脂可分为：(1)添加型阻燃树脂，即直接在不饱和树脂中添加无机型阻燃剂，如：三氧化二锑。制得的树脂虽然具有一定的阻燃性，但是填料的加入使得树脂的浸透性大幅度下降，导致树脂的施工性差，制品的力学性能大幅度下降。(2)含卤素的反应性阻燃树脂，即直接使用含卤素的单体(如：四溴苯酐)参与树脂的合成，使聚酯分子链中所含的卤素赋予树脂以阻燃性。制得树脂的因其中不含填料和纤维等物质，提高了浸透性和阻燃性好，但是其燃烧的烟密度过大，欧盟等国家也开始对材料中卤素含量提出严格的要求，并限制了这类树脂的使用。(3)新添加型阻燃树脂，对阻燃剂(如：氢氧化铝)表面进行处理后加入不饱和树脂中。制得的树脂不仅氧指数高，而且烟密度低，但是这类填料的加入量必须超过40wt％才具有实际使用价值，同时填料加入量过多也将势必造成制品力学性能的下降，两者难以平衡。(4)非卤素反应性阻燃树脂，即这类树脂是以元素N和P为阻燃元素接入到不饱和聚酯中，在目前所进行的各种同类研究中，尤其以9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO，CAS：35948-25-5)以及衍生物为最。根据目前已公开的资料，主要有两中制取非卤素反应性阻燃树脂的方法。第一类是溶剂法，在四氢呋喃等溶剂中加入DOPO和顺丁烯二酸在100℃之下进行反应，反应物不断从溶剂中析出，通过过滤及洗涤将衍生物提纯；第二类是本体法，将DOPO和顺丁烯二酸直接在140℃反应，降温后加入四氢呋喃等溶剂，衍生物析出后过滤洗涤提纯。 

两种制取非卤素反应性阻燃树脂的方法，都需要以顺酸为反应物。但是在化工的实际生产中，常用的工业品是顺酐，顺酸比较少见，且原料难以获得。其次，这些方法侧重于得到纯粹的反应物质，并没有关注在不饱和树脂合成中的应用。 

但是上述现有的用于催化酯化的离子液体仍存在合成方法复杂，需要使用大量的有机溶剂，酯化反应的转化率不高，以及产物后处理较繁锁等问题。 

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种含磷杂菲类化合物的不饱和聚酯树脂，提高不饱和聚酯树脂的阻燃性。 

本发明的另一个目的在于提供一种含磷杂菲类化合物的不饱和聚酯树脂的合成工艺，将DOPO应用于不饱和聚酯树脂的实际合成中，并降低生产成本和缩短生产工艺。 

本发明的又一个目的在于提供一种含磷杂菲类化合物的不饱和聚酯树脂，可在航空及高铁等中的内饰板和卫生洁具产品中的应用。 

本发明提供的含磷杂菲类化合物的不饱和聚酯树脂，包括由重量份数如下的组份合成的不饱和聚酯 

本发明提供的另一种含磷杂菲类化合物的不饱和聚酯树脂，包括由重量份数如下的组份合成的不饱和聚酯 

本发明提供的另一种含磷杂菲类化合物的不饱和聚酯树脂，包括由重量份数如下的组份合成的不饱和聚酯 

为调节树脂的粘度在0.40-0.50Pa.s，本发明提供的另一种含磷杂菲类化合物的不饱和聚酯树脂，还包括苯乙烯，其重量份数为600-630，优先选择重量份数610-630，尤其优先选择重量份数620-630。 

本发明提供的含磷杂菲类化合物的不饱和聚酯树脂的合成工艺，其步骤如下：