[发明专利]一种含磷杂菲聚酰胺阻燃剂及其制备和应用

说明书

本发明涉及一种含磷杂菲聚酰胺阻燃剂及其制备和应用，其制备方法包括新型不饱和聚酰胺与含磷基团的接枝改性；利用该不饱和聚酰胺的可反应性与9，10－二氢－9－氧杂－10－膦菲－10－氧化物（DOPO）进行加成反应制成聚酰胺阻燃剂。本发明产品是一种添加型含磷聚酰胺阻燃剂，具有无卤、低烟、低毒、低腐蚀、阻燃性好、加工性能好等特点，其环保指标可满足欧盟RoHS、IEC无卤化和Reach法规要求；该化合物与先前已知的可比较的DOPO衍生物相比，兼具气相阻燃和凝聚相阻燃作用，效率高，可用于热塑性塑料和热固性材料的阻燃。

技术领域

本发明涉及高分子领域，更具体地，涉及一种含磷杂菲聚酰胺阻燃剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着高分子材料在各个领域的广泛应用，有机高分子在给人们的生产和生活带来巨大利益的同时．也会带来了潜在的火灾安全问题。防火安全的需求使人们对材料阻燃阻燃性能越来愈高，在高端领域中更要求高分子材料具有高阻燃性同时具有较高物理机械性、热稳定性、环保性等性能，为此世界各国都在致力于研究能满足需求的阻燃剂及阻燃材料。

目前塑料阻燃剂仍以卤系为主，而其致命缺点是其燃烧时产生有毒气体危机人类安全，更之ROSH环保指令的实施对含卤阻燃剂使用的严格限制，使得无卤安全型阻燃剂的研发成为必然趋势。磷系阻燃剂由于资源丰富，价格低廉，同时具备产业化的众多优势，近年来以含磷化合物和有机膦酸酯为基础的各种磷酸盐，聚磷酸盐，膦酸酯等为代表的材料已成为磷系无卤环保阻燃剂研发与应用的热点。APP, MPP, TPP, RDP，BDP 已经大量的商业化应用，但是由于分子量，结晶状态的原因，容易出现难添加，不易分散，表面迁移，对材料物力性能影响大的难以克服的问题，含磷聚合物阻燃剂的需求应运而生。含磷聚合物阻燃剂为一种高分子型阻燃剂，具有高阻燃效率同时与材料相容性好、表面迁移低、对材料物性影响低等优点。国外席尔及赛拉赫股份公司发明一种含有磷杂菲基团平均分子量为20000聚合磷酸酯（专利号CN101743266），用于阻燃聚酰胺或聚酯纤维，能达到高相容，阻燃阻燃效果。美国孟山都公司（US3014956）开发一种聚合型聚酯，具有阻燃性和耐热性。美国雅宝公司开发液体无卤磷酸酯阻燃剂Ncend XP-30 可用于PC/ABS、PPO/HIPS及其他聚合物阻燃，其可改善基本树脂熔融流动性，热稳定性高。国内，浙江万盛化工有限公司开发了一种用于工程塑料的无卤磷酸酯阻燃剂，其为以对苯二酚和三氯氧磷为原料通过酯交换制备的热变温度高，加工性能好的阻燃磷酸酯，相应专利申请号CN101319051A；江苏雅克化工有限公司制备一种二元酚（芳基多聚磷酸酯）型阻燃剂，其聚合度可以达到100左右，对应分子量在2300~32500间，可用与工程塑料阻燃，相应专利号为200910033993；四川大学王如忠教授等也展开了聚磷酸酯阻燃的应用研发，并发表相应论文及专利CN02113512.6。

DOPO 是新型阻燃剂中间体。其结构中含有极具活性的P-H 键，可反应生成许多衍生物。同时，由于其分子结构中含有联苯环和菲环结构，特别是侧磷基团以环状O=P-O 键的方式引入，比一般的、未成环的有机磷酸酯热稳定性和化学稳定性高，阻燃性能更好。DOPO 及其衍生物可作为反应型和添加型阻燃剂，合成的阻燃剂无卤、无烟、无毒，不迁移，阻燃性能持久。可用于线性聚酯、聚酰胺、环氧树脂、聚氨酯等多种高分子材料阻燃处理。但是DOPO 是一种反应性阻燃剂中间体，在使用的时候需要和高分子原料一起混合进行反应。因为DOPO 具有易水解的特性，因此有时候会混合的不均匀，导致产品质量不一致，甚至埋下安全隐患。有必要开发一种新的DOPO 衍生物，可以直接添加在高分子材料中充当阻燃剂的产品，并且提供一种该产品高效且易加工的制备方法。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种高效且易加工的含磷杂菲聚酰胺阻燃剂。

本发明的另一个目的在于提供通过所述含磷杂菲聚酰胺阻燃剂的制备方法。