[发明专利]苯基次膦酸二丁酯阻燃剂组合物及其应用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种苯基次膦酸二丁酯阻燃剂组合物及其应用方法，该阻燃剂组合物可用作聚氯乙烯、聚氨酯、不饱和树脂、环氧树脂等材料的阻燃剂。

背景技术

随着科学的不断进步，高分子材料越来越多的应用于人们的生产生活中，但是由于其易燃的特性导致火灾频繁发生，对人们的生命财产安全常造成严重的威胁，促进了阻燃剂工业的快速发展。而随着人们安全环保意识的增强、阻燃法规的不断出台，对性能优良阻燃剂的研究更为迫切，尤其是新型高效的阻燃增塑剂更受人们的青睐。由于氯化石蜡价格便宜，应用非常广泛，但是氯化石蜡的阻燃性与增塑性都不是非常的优良，因而改善氯化石蜡的阻燃性与增塑性是当前塑料加工界研究的热点课题。人们已经发现阻燃增塑剂磷酸三甲酚酯(TCP)能改善氯化石蜡与材料的相容性与阻燃性，但其价格昂贵、应用成本高，受到了一定的限制。研究寻找有上述功能的新的阻燃增塑剂是一个市场亟待解决的问题。

研究发现分子中含有C-P键的有机膦阻燃剂对提高阻燃作用和改善材料的性能都很友好。有机膦阻燃剂具有低毒、分解温度高、机械加工性能好、不易析出等优点。因此，该类阻燃剂越来越受到重视。多元素协同型有机膦阻燃剂可赋予材料更好的阻燃及加工性能，因而设计分子内多元素协同或通过复配实现多元素协同从而实现降低成本、提高阻燃性能等已成为当前阻燃技术研究的一个重要方向。尤其是用于聚氯乙烯、聚氨酯、不饱和树脂、环氧树脂等材料性价比高的有机膦阻燃剂更亟待开发。

本发明公开了一种苯基次膦酸二丁酯阻燃剂组合物及其应用方法，该阻燃剂组合物中苯基次膦酸二丁酯含有稳定的芳膦键，燃烧受热的过程中很容易形成致密而均匀的聚磷酸保护膜，组合物中的阻燃元素硅和氯，具有促进成碳、绝氧隔热、膨胀、降温等多重阻燃机理，可防止材料熔滴导致的二次燃烧，产生优良的阻燃效能，协同阻燃效果好，稳定性高，适应于高温加工，能够改善氯化石蜡与高分子材料的相容性。同时该阻燃剂组合物制备方法简单，可以降低成本，具有很好的应用前景。

发明内容

本发明的目的之一在于提出一种苯基次膦酸二丁酯阻燃剂组合物。该阻燃剂组合物阻燃效能高，可广泛用作聚氯乙烯、聚氨酯、不饱和树脂、环氧树脂等材料的阻燃剂，能克服现有技术中的不足，有很好的应用开发前景。

本发明的另一目的在于提出一种苯基次膦酸二丁酯阻燃剂组合物在聚氯乙烯、聚氨酯、不饱和树脂、环氧树脂等材料中的应用方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种苯基次膦酸二丁酯阻燃剂组合物，它是由苯基次膦酸二丁酯(简称PPDB)与氯化石蜡-52(简称CP52)、硅酸四(氯乙基)酯(简称STCE)、硅酸四(二氯丙基)酯(简称STDE)或硅酸三(二氯丙基)苯酯(简称STDPE)中的一种或两种以任意比例复配、均匀混合制得，且PPDB和CP52的重量分数均大于零。但考虑价格的降低和阻燃性能，推荐表1所表述的复配比例。表1为各组分占阻燃剂总重的百分比。

表1 阻燃剂组合物各配方配比表

其中，PPDB的结构如下式所示：

CP52的分子式如下所示：

C₁₅H₂₆Cl₆

STCE的结构如下式所示：

STDE的结构如下式所示：

STDPE的结构如下式所示：

如上所述本发明阻燃剂组合物的应用方法，以在聚氯乙烯中应用为例，其特征在于，该方法为：

在聚氯乙烯中加入配方1、配方2、配方3或配方4的阻燃剂组合物，搅拌均匀，熔融温度下注塑或挤出。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

①本发明阻燃剂组合物中的苯基次膦酸二丁酯分子结构有很好的平面共轭稳定性，含有稳定的芳膦键，分解温度高，挥发性小，物理化学性能稳定，与高分子材料有很好的相容性，能适应材料的高温加工。

②本发明提供的阻燃剂组合物，含有磷、硅和氯阻燃元素，可产生协效阻燃作用，对聚氯乙烯、聚氨酯、不饱和树脂、环氧树脂等材料具有良好的阻燃效能，有很好的应用开发前景。

③本发明阻燃剂组合物中的苯基次膦酸二丁酯应用于聚氯乙烯中能改善氯化石蜡-52与聚氯乙烯的相容性，可以多加廉价的氯化石蜡-52，减少增塑剂邻苯二甲酸二辛酯(DOP)或邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的使用量，降低成本，阻燃性能提高。