[发明专利]含有苯环结构的聚磷酸酯阻燃剂及其合成方法

说明书

本发明涉及一种含有苯环结构的聚磷酸酯阻燃剂及其合成方法，特点是其分子结构式如下式所示：式中：X是P或P=O中的一种；Y是O、S或NH；R为含1‑18个碳的直链或支链烷基，苯基、带取代基的苯基或含1‑18个碳的直链或支链烷氧基，苯氧基、带取代基的苯氧基中的一种；R1、R2、R3和R4均为H或含1‑18个碳的直链或支链烷基中的一种，m和V均为1‑4的自然数，n≥50。其具有较分子量大、磷含量高、热稳定性好及透明性好，能制备全透明的聚酯阻燃复合材料。

技术领域

本发明属于环保型无卤阻燃产品的技术领域，具体地说，本发明涉及一种含有苯环结构的聚磷酸酯阻燃剂及其合成方法。

背景技术

聚酯材料具有良好的耐磨性、力学性、成纤性、抗蠕变性、低吸水性以及电绝缘性等性能，被广泛应用于电子电器、医疗卫生、化纤行业、建筑装饰、包装业、汽车等领域。然而，然而聚酯材料易燃，且易产生熔滴，限制了它在有阻燃要求的行业应用，因此，对它进行阻燃改性非常有必要。

常用于PET 改性的阻燃剂主要是阻燃效率较高的卤系阻燃剂，但是，卤系阻燃剂由于燃烧过程中产生大量有毒有害气体，从而严重地破坏了周围环境，近年来已经逐渐被禁止使用，因而阻燃剂无卤素化逐渐成为市场发展趋势。

在共混改性中常用的阻燃剂除了卤素，还有磷系、氮系、硅系、无机氢氧化物以及金属氧化物等种类，它们各有特点，适合不同应用领域的 PET 阻燃改性，不同应用领域的PET 改性要选择合适的阻燃剂和改性方法。虽然共混阻燃改性的方法简单，但是阻燃剂与聚酯基体的相容性差，对 PET力学性能、可纺性等都有明显影响；后处理方法属于表面处理改性技术，PET 产品性能稳定性差；共聚属于本征阻燃改性，通过改变 PET 高分子结构来提高其阻燃性能，具有阻燃单体与 PET 基体相容性好，对其他性能影响较小等优点，但共聚阻燃单体成本较高限制了其广泛应用。

这些专利和合成方法在不同程度地存在如下问题：阻燃剂的加入对力学性能、可纺性等影响较大的问题，滴落问题也比较严重，因此，阻燃性能还需进一步改善，制备高分子量的聚酯阻燃剂，提高阻燃剂与聚酯基材的相容性，改善力学性能和透明性。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种含有苯环结构的聚磷酸酯阻燃剂，其具有较分子量大、磷含量高、热稳定性好及透明性好，能制备全透明的聚酯阻燃复合材料；本发明还有一个目的是提供含有苯环结构的聚磷酸酯阻燃剂的合成方法。

为了达到本发明的目的，本发明的含有苯环结构的聚磷酸酯阻燃剂技术方案是这样实现的，其特征在于，其分子结构式如下式所示：

式中：X是P或P=O中的一种；Y是O、S或NH；R为含1-18个碳的直链或支链烷基，苯基、带取代基的苯基或含1-18个碳的直链或支链烷氧基，苯氧基、带取代基的苯氧基中的一种；R1、R2、R3和R4均为H或含1-18个碳的直链或支链烷基中的一种；m和V均为1-4的自然数；n≥50。

为了达到上述目的，本发明的含有苯环结构的聚磷酸酯阻燃剂的合成方法的技术方案是这样实现的，其特征在于：将含苯环单体、水、碱加入到容器中，搅拌溶解后，加入还原剂，然后滴加含磷二氯单体的溶液，加入催化剂，快速搅拌，控制反应温度，反应2-8小时；反应结束后，静置分层，取下层溶液加水洗涤三次，烘干得到产物；含苯环单体与含磷二氯单体的摩尔比为1:1，碱与含苯环单体的摩尔比为1.5:1-5:1，还原剂添加量是含苯环单体0.1%-10%，催化剂添加量是含苯环单体0.01%-2%，含磷二氯单体溶液的溶度为5%-50%，水与含苯环单体质量比为10:1-3:1；

所述含苯环单体的分子结构式如下式所示：

式中：Y是O、S或NH；R1、R2、R3和R4为H或含1-18个碳的直链或支链烷基中的一种；m和V均为1-4的自然数；

所述含磷二氯单体的分子结构如下式所示：