[发明专利]一种含磷阻燃聚芳酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子阻燃材料领域，涉及到具有阻燃性能的含磷聚芳酯及其制备方法。具体为含磷芳族二酚化合物与芳族二甲酸化合物的共聚。

背景技术

日本尤尼奇卡(Unitika)公司率先采用混合二甲酸和双酚A合成出了一种聚芳酯（其商品名为U-Polymer基本牌号U-100）。由于其卓越的耐热性能，同时具有高强度，高模量，阻紫外线性，抗蠕变性等诸多优点已经广泛运用在电子、汽车，航空，医疗等行业，自此人们对聚芳酯展开了广泛的研究。

另一方面，随着人们消防安全意识的不断提高，人们对材料的阻燃性能的要求也不断提高，尤其体现在对运用于电子、汽车，医疗，家居等领域材料的要求上。而传统的阻燃材料的制备方法是在材料体系中加入含卤素的阻燃助剂，但由于含卤素的阻燃材料在燃烧时会产生有毒气体，对人的生命和环境都会造成危害，所以寻找一种环保无毒型阻燃材料既满足了人们对材料阻燃性能的要求又符合绿色环保的概念。

由于含磷材料不含卤素又具有阻燃性能成为了当今阻燃材料的发展趋势，国内专利200810053801.9报道了一种含磷聚酯阻燃环氧树脂组合物，由含磷聚酯和环氧树脂通过固化剂交联作用制备而成，其阻燃性能达到了UL94V-0级，主要用作电子封装材料，该制备方法只是简单的将含磷聚酯和环氧树脂通过固化剂交联起来，容易造成含磷结构单元分布不均匀从而影响产品的阻燃性能。国内专利03823689.3报道了一种水溶性阻燃聚酯，由二羧酸，二元醇，水溶性组分和含磷化合物缩合或缩聚而成，由于使用了脂肪族二酸和二元醇，但其在阻燃性能方面逊于全芳族含磷聚酯。200810053799.5公开了一种用多元醇，多元酸，含磷化合物制备含磷聚酯的方法，但也不是真正意义上的全芳族含磷聚酯。本发明正是针对此问题而提出来的，从含磷单体出发采用熔融缩聚制备出的含磷聚芳酯中含磷结构单元分布均匀且含量达到了50mol%，不仅保持了传统聚芳酯的优异性能而且还具有较高的阻燃性能，可以加工成膜，纤维为扩展其应用范围提供了条件。另外熔融聚合制备该含磷聚芳酯，方法简单、不使用任何溶剂，有利于大规模工业生产和环境的保护。

发明内容

本发明的目的是提供一种含磷阻燃聚芳酯及其制备方法，本发明正是针对现有技术存在的问题而提出来的，采用熔融缩聚可以连续化生产，不涉及到溶剂的利用和回收，生产成本较低也不会对环境造成污染，所制得芳族聚酯含磷具有良好的阻燃性能为扩展传统聚芳酯的应用范围提供了条件。

本发明的一种含磷阻燃聚芳酯，其特征是所述含磷阻燃聚芳酯的单元结构式为：

所述单元结构式中至少包含X₁、X₂和X₃中的一种，且其总含量为50mol%；

X₁、X₂和X₃分别为以下结构

其中R₁和R₂分别为氢原子、苯基、碳原子数为1到8的烷基或碳原子数为7到12的芳烷基；

链中结构即4，4’-二苯醚二甲酰结构在分子链中的含量为2mol%～10mol%；

所述单元结构式中至少包含Y₁和Y₂中的一种，且其总含量为40mol%～48mol%；

Y₁和Y₂分别为以下结构

其中R₃到R₈分别为氢原子、苯基、碳原子数为1到10的烷基或碳原子数为7到14的芳烷基；

所述的含磷阻燃聚芳酯的特性粘度0.5～6dl/g，700℃下在空气中的残炭率为45%～70%。

本发明还提供了一种含磷阻燃聚芳酯的制备方法，包括以下步骤：

（1）乙酰化：将含磷芳族二酚化合物与乙酰化试剂按摩尔比1∶2～1∶2.6加入反应器中，加入浓硫酸或对甲基苯磺酸，回流搅拌1h～3h，把反应好的溶液倒入冰水中，待沉淀析出后，将沉淀物过滤，洗涤，干燥得到含磷芳族二酚型乙酰化合物；