[发明专利]一种聚乙烯基磷类阻燃剂及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种聚乙烯基磷类阻燃剂，其具有如下式1所示的结构：其中，x选自1‑1500之间的任意一个数，y选自1‑600之间的任意一个数；R₁和R₂相同或不同，彼此独立地选自C₁‑C₆烷基、C₁‑C₆烷氧基、苯基、苯氧基，或者R₁和R₂与它们所连接的磷原子成环，从而与‑P＝O基团一起形成DOPO。本发明的阻燃剂在接枝基团中存在磷和/或苯环，有效提高了阻燃性能，进而提高了材料的安全等级。同时接枝的合成方式使得材料具有了永久的阻燃性能，保证了材料长久的安全性。相比于其他添加阻燃剂的方法，该方法可以有效减少阻燃组分掺杂对聚合物整体均一性的破坏，有效保证了材料的力学性能，避免了因加入阻燃剂而导致材料力学性能大幅下降的隐患。

技术领域

本发明属于阻燃剂技术领域，具体涉及一种聚乙烯基磷类阻燃剂及其制备方法和用途。

背景技术

聚乙烯是近几十年出现的一种很流行的热塑料，由于其具有良好的加工性能、无毒性、抗腐蚀能力和低成本等，被广泛应用于电缆、建筑材料、塑料膜和管道材料等领域。然而，其同时具有很高的易燃性，因此在实际使用中具有较大的安全隐患。因此有必要提高其阻燃性能。

近些年来，关于聚烯烃阻燃剂的研究开发基本分为两类构思。第一类构思是直接向聚烯烃中添加阻燃性成分以提高整体混合物阻燃性能，添加的阻燃成分包括含氮/含磷物质、含金属物质、含无机盐物质等。通过掺杂一定量的阻燃物质，混合物整体的阻燃性能会有较大程度的提高。然而由于掺杂的物质的存在，混合物的整体均一性会受到影响，因此混合物的力学性能如断裂伸长率等会大幅下降，造成混合物加工困难。第二类构思是向聚乙烯主链上接枝阻燃性基团，由此一方面使得聚合物既永久具有了阻燃性能，又避免了具有较差抗迁移能力的阻燃剂被水或有机溶剂抽提；另一方面接枝减少了阻燃性物质对阻燃混合物的整体均一性的影响，因此其对阻燃混合物的材料力学性能的影响会较小。因此，如何在聚烯烃主链上接枝阻燃性基团，提高其阻燃性是急需解决的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种聚乙烯基磷类阻燃剂，其具有如下式1所示的结构：

其中，x选自1-1500之间的任意一个数，y选自1-600之间的任意一个数；

R₁和R₂相同或不同，彼此独立地选自C₁-C₆烷基、C₁-C₆烷氧基、苯基、苯氧基，或者R₁和R₂与它们所连接的磷原子成环，从而与-P＝O基团一起形成DOPO(9,10-二氢-9-氧杂-10-氧代-10-磷杂菲-10-基；9,10-dihydro-9-oxa-10-oxo-10-phosphaphenanthrene-10-yl)结构；其中，*表示封端基团连接位点。

根据本发明的实施方案，x选自50-600之间的任意一个整数，y选自5-100之间的任意一个整数；例如x为100-500之间的任意一个整数，y为5-40之间的任意一个整数。

根据本发明的实施方案，式1中衍生自醋酸乙烯酯的重复单元与衍生自乙烯的重复单元的摩尔比y/(x+y)为(0.03-0.2):1。

根据本发明的实施方案，所述R₁、R₂相同或不同，彼此独立地选自C₂-C₆烷基或烷氧基，例如乙基、丙氧基，或苯氧基，或者R₁和R₂与-P＝O基团一起形成DOPO。更优选地，所述R₁和R₂选自苯氧基或与它们所连接的磷原子成环，从而与-P＝O基团一起形成DOPO。