[发明专利]一种有机磷系阻燃共聚尼龙及其制备方法

说明书

本发明公开一种有机磷系阻燃共聚尼龙及其制备方法。所述制备方法包括以下步骤：(1)将有机磷系阻燃单体与二胺类单体反应成盐；(2)将内酰胺单体、(1)中所述盐或其溶液、抗氧剂、催化剂、分子量调节剂加入反应釜，惰性气氛下，通过调控反应温度和压强，聚合制得所需有机磷系阻燃共聚尼龙。本发明制备的有机磷系阻燃尼龙，所需反应阻燃剂较少，制备过程粘度可控，阻燃性能出色，可用于纺织、绝缘材料、轮胎帘子线、薄膜等各个领域。

本案为申请号为：201610932391.X，发明名称为：一种有机磷系阻燃共聚尼龙及其制备方法的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种有机磷系阻燃共聚尼龙及其制备方法，属于高分子阻燃材料领域，具体涉及一种用于纺织、包装材料、汽车部件、电机部件、工程塑料等的阻燃共聚尼龙及其制备方法。

背景技术

尼龙由于高强、耐热、耐磨、耐溶剂等优良性能，广泛用于建筑、化工、交通和军事等领域。但其酰胺键和水分子之间能够形成氢键，有较大的吸水性，造成产品尺寸稳定性差，电性能下降，同时它还具有干态或低温下冲击强度低，不透明、溶解性差等缺点，限制了其更广泛的应用。此外，尼龙本身的不可阻燃性，也限制了其应用。因此，如何改性制备出具有良好阻燃性能的尼龙也一直被行业人员研究。

通常有两种方式可改性得到阻燃尼龙材料：一种是加入反应型阻燃剂，在尼龙共聚过程中引入具有阻燃活性的官能团；另一种是在尼龙中共混加入添加型阻燃剂以及相关协效阻燃剂。后者易受到分散性、相容性、界面性等因素的影响；要达到一定的阻燃性，使用添加型阻燃剂的用量较大，会对力学性能和电学性能造成较大损害，从而限制了其应用。而反应型阻燃剂可以很好解决这些问题，其分子结构共聚入尼龙分子主链，不存在挥发、迁移、渗出等问题，能够在材料使用寿命内提供可靠的阻燃性能。

目前，常用的阻燃剂主要有卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、无机填料型阻燃剂等。含卤阻燃剂以其高效的阻燃性能曾被广泛应用到高聚物的阻燃材料，但是由于其燃烧过程中会产生有毒气体和烟雾，对环境和人体都有危害，已经被欧盟限制使用。因此研发出高效持久并且兼顾环境友好的新型阻燃剂成为此领域的热门研究课题。而磷系阻燃剂，尤其有机磷系阻燃剂很有前景代替含卤阻燃剂。磷系阻燃剂可以同时在凝聚相和气相同时起作用，其阻燃机理是阻燃剂在燃烧过程中产生磷酸及聚磷酸等产物，促进聚合物脱水和炭化，并形成玻璃状的保护层，阻止凝聚相与气相间的热量与物质传递。含磷阻燃剂的燃烧过程不会产生有毒有害气体，生烟量也较少，具有较好的阻燃效果。

制备出一种有机磷系阻燃共聚尼龙具有较大的学术研究和工业市场价值。其中共聚改性可改变聚合物的主链、支链、分子链之间的结构，改善尼龙聚合物的耐热性、结晶性、透明性、柔软性、溶解性等，有望获得成本较低，综合性能优良的尼龙制品。

公开号为CN104744690A的专利公开了一种阻燃尼龙6的制备方法，步骤为：(1)将氨甲基苯基次膦酸、氯化亚砜和醚按照一定摩尔比在反应釜中加热反应，制得氯甲基苯基次膦酸；(2)氯甲基苯基次膦酸在氢氧化钠溶液中通入氨气进行氨化反应制得氨甲基苯基次膦酸；(3)由尼龙聚合单体己内酰胺、氨甲基苯基次膦酸和催化剂聚合制得阻燃尼龙6。此专利中所述阻燃剂不仅不会对尼龙6的机械性能产生负面影响还可以在阻燃剂添加量很少的情况下，使得尼龙6具有很好的阻燃效果。

公开号为CN103694468A的专利公开了一种尼龙树脂的制备方法：将聚合单体、催化剂以及反应型阻燃剂(DOPO衍生物)、成炭剂混合，高温缩聚制备尼龙树脂。其中聚合单体为同时含有氨基的羧基的化合物以及内酰胺的一种或几种；或者为二酸和二胺。所述阻燃剂为五种DOPO衍生物中的一种或几种。此专利中所述含磷阻燃剂在与单体共聚后，稳定存在于聚合物内部而不易流失。最终制备的阻燃尼龙不仅力学性能优异，且可通过UL-94V-0测试。