[发明专利]磺酸盐酚醛树脂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种磺酸盐酚醛树脂及其制备方法和应用。该磺酸盐酚醛树脂通过如下反应得到：4‑羟基苯磺酸和甲醛或者多聚甲醛进行聚合反应得到磺酸酚醛树脂，所得磺酸酚醛树脂再与氢氧化物进行中和反应得到所述磺酸盐酚醛树脂；所述4‑羟基苯磺酸和甲醛的摩尔比为1.0：0.5～2，其中，如果原料是多聚甲醛，则按照多聚甲醛完全水解成甲醛进行计算。该磺酸盐酚醛树脂可以作为聚碳酸酯材料的有效阻燃剂，具有添加量低、阻燃效果好、耐迁移性能良好等优点。以该磺酸盐酚醛树脂作为阻燃剂制备的阻燃聚碳酸酯材料具有优异的阻燃性能和力学性能。

技术领域

本发明涉及阻燃剂技术领域，特别是涉及一种磺酸盐酚醛树脂及其制备方法和应用。

背景技术

聚碳酸酯(PC)，是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。聚碳酸酯塑料具有透明度高、常规力学性能如常温下的无缺口冲击强度等性能良好、耐热性能与耐蠕变性能好等优点，因此被广泛用于制备电子电器等领域的薄膜、片材等。聚碳酸酯本身具有一定的阻燃性，但是随着电子电器领域对材料性能要求的进一步提高，要求所用材料具有更高的阻燃性，一般通过向聚碳酸酯基材中添加阻燃剂来进一步提高聚碳酸酯的阻燃性。

对PC塑料的阻燃改性最常是添加的阻燃剂是卤系阻燃剂(即溴系及氯系，如四溴双酚A碳酸酯齐聚物、溴化聚苯乙烯等)和磷系阻燃剂(如红磷、磷酸酯等)。除此之外，也有采用有机硅化合物作为PC塑料的阻燃改性添加剂。卤系(溴系及氯系)阻燃剂在燃烧过程中会产生有害物质，不符合环保要求；磷系阻燃剂需要的添加量很大，会降低PC材料的力学性能、热稳定和电气性能，特别是其冲击性能以及耐热性会有较大下降；硅系阻燃剂单独添加的效果不理想，成本较高，产品的稳定性有待提高。

此外，一系列的磺酸盐类化合物被发现可以作为聚碳酸酯材料的有效阻燃剂，磺酸盐的添加量小，阻燃效果好。但是常规使用的磺酸盐阻燃剂一般为小分子磺酸盐阻燃剂，例如：二苯砜磺酸钾(KSS)、三氯苯磺酸钠(STB)、全氟丁烷磺酸钾(KPFBS)等小分子阻燃剂。这些小分子阻燃剂的价格较高，且水溶性较强，进而容易从高分子基材中迁移出来，导致阻燃性能不均一，使用一段时间后容易导致阻燃效果下降。

发明内容

基于此，本发明提供了一种磺酸盐酚醛树脂，该磺酸盐酚醛树脂可以作为聚碳酸酯材料的有效阻燃剂，具有添加量低、阻燃效果好、耐迁移性能良好等优点。

为达到上述目的，本发明采用以下方案：

一种磺酸盐酚醛树脂，具有如下式I所示结构：

其中，M为Na、K；n为2-10，优选为3-5。

一种磺酸盐酚醛树脂，通过如下反应得到：4-羟基苯磺酸和甲醛或者多聚甲醛进行聚合反应得到磺酸酚醛树脂，所得磺酸酚醛树脂再与氢氧化物进行中和反应得到所述磺酸盐酚醛树脂；

所述4-羟基苯磺酸和甲醛的摩尔比为1.0:0.5～2.0，其中，如果原料是多聚甲醛，则按照多聚甲醛完全水解成甲醛进行计算。

在其中一些实施例中，所述4-羟基苯磺酸和甲醛的摩尔比为1.0:0.8～1.2。

在其中一些实施例中，所述氢氧化物为氢氧化钠或者氢氧化钾。

本发明还提供了上述的磺酸盐酚醛树脂的制备方法。

具体技术方案如下：

一种磺酸盐酚醛树脂的制备方法，包括如下步骤：

聚合步骤：以水为溶剂，以4-羟基苯磺酸和甲醛或者多聚甲醛为聚合单体，添加或者不添加磺酸盐阴离子表面活性剂，在温度为50～85℃的条件下反应1h～5h；所述4-羟基苯磺酸与甲醛的投料摩尔比为1.0:0.5～2.0，其中，如果原料为多聚甲醛，则按照多聚甲醛完全水解成甲醛进行计算；