[发明专利]用于增韧阻燃聚乳酸的聚磷腈衍生物阻燃剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种用于增韧阻燃聚乳酸的聚磷腈衍生物阻燃剂及制备方法。聚磷腈衍生物的主链由磷、氮元素构成，侧基R₁和R₂为含端氨基的碳碳不饱和键类非芳香族化合物或含端氨基的氰基类非芳香族化合物或含端氨基的不饱和杂环化合物中的一种。本发明制备的聚磷腈衍生物阻燃剂具有热稳定性好，残炭量高，自熄性等特点，可显著改善聚乳酸的阻燃性能和韧性；制备的聚乳酸复合材料阻燃效率高，韧性好，添加3wt％该阻燃剂可使聚乳酸复合材料通过UL‑94V0级别，断裂伸长率提高5～25倍。

技术领域

本发明涉及聚乳酸增韧阻燃改性领域，具体涉及一种用于增韧阻燃聚乳酸的线性聚磷腈衍生物阻燃剂及制备方法

背景技术

聚二氯磷腈由六氯环三磷腈开环聚合而成，主链由磷、氮原子交替的单双键排列，由于主链P-N键的特殊性，使其具有优异的阻燃性能和低温柔顺性。而且聚二氯磷腈侧基反应活性高，可与多种亲核化合物发生取代反应，迄今为止，通过聚二氯磷腈侧基反应，已经合成了多种聚磷腈衍生物。专利CN 109608620 A公开了一种阻燃可降解的聚磷腈型环氧树脂及制备技术，通过在聚磷腈侧基引入氟代烷氧基和环氧基团，赋予环氧树脂阻燃性和疏水性，同时具有一定的增韧效果。专利CN 105622947 A公开了一种具有阻燃耐热性能的聚磷腈绝缘胶及其制备方法，通过含氟酚氧基和碳硼烷双酚单烷基醚取代聚磷腈侧基，制备的绝缘胶和绝热泡沫胶具有优异的阻燃耐热性。专利CN 111253546A公开了一种反应型聚氨酯阻燃剂的制备方法及应用，以聚磷腈侧基与亚磷酸酯反应形成衍生物，辅以高价过渡金属离子螯合，得到可用于多种聚氨酯材料的具有良好的协同阻燃效果的聚(二磷酸盐磷腈)聚合物。

聚乳酸是目前商业化最成功的一种可生物降解的绿色高分子，应用前景广泛。但是聚乳酸材料脆性大、耐热性差且易燃。迄今，已有大量工作报道了聚乳酸增韧、阻燃的进展，但仍存在无法同时兼备阻燃且增韧聚乳酸的改性剂，影响了聚乳酸材料在先进制备材料的应用。

因此，如何实现聚乳酸高效增韧阻燃且较好地保持材料的机械强度仍是一项重要的挑战。为了进一步希望拓宽聚磷腈衍生物对热塑性聚合物，特别是聚乳酸的应用。本发明制备的聚磷腈衍生物阻燃效率高且具有无机橡胶的性质，用于聚乳酸材料的增韧阻燃改性具有重要的意义，可进一步拓宽聚磷腈衍生物在热塑性聚合物中的应用。

发明内容

本发明的目的在于开发新型聚磷腈衍生物及其增韧阻燃聚乳酸，进而拓宽聚磷腈衍生物的应用。本发明制备的线性聚磷腈衍生物具有热稳定性好、残炭量高、自熄性等特点，且具有类无机橡胶的优异效果。

本发明采用的技术方案如下：

一、一种用于增韧阻燃聚乳酸的聚磷腈衍生物阻燃剂

所述聚磷腈衍生物的分子结构通式如下：

其中，聚磷腈衍生物侧基上的R₁和R₂相同或相异。

R₁为含端氨基的碳碳不饱和键类非芳香族化合物、含端氨基的氰基类非芳香族化合物和含端氨基的不饱和杂环化合物中的一种；

R₂为含端氨基的碳碳不饱和键类非芳香族化合物、含端氨基的氰基类非芳香族化合物和含端氨基的不饱和杂环化合物中的一种。

含端氨基的碳碳双键类非芳香族化合物为丙烯酰胺、2-甲基烯丙胺、二烯丙胺中的一种；

含端氨基的碳碳三键类非芳香族化合物为炔丙胺、3-氨基丙炔、1-甲基丙炔胺中的一种；

含端氨基的氰基类非芳香族化合物为4-氨基丁腈、3-甲氨基丙腈、3-氨基-2-丁烯腈中的一种；