[发明专利]一种环状聚磷酸酯齐聚物、其制备方法以及应用

说明书

技术领域

本发明属于阻燃剂技术领域，具体涉及一种环状聚磷酸酯齐聚物、其制备方法以及应用。

背景技术

当今社会火灾频发，人们对材料的阻燃要求越来越高。众所周知，常用的阻燃剂种类为卤系阻燃剂和无机金属类。卤系阻燃剂虽然具有良好的阻燃效果，但是在燃烧过程中会产生大量的有毒有害气体，因此不能满足人们对环保的要求。而无机金属类阻燃剂在应用时，添加量较大，一般为40％～60％，极易导致大幅度降低材料的物理机械性能。

聚合型高分子膦酸酯中由于P-C键的存在，使其化学稳定性增强，具有耐高温、耐水性和耐溶剂性以及材料相容性好等优点，因此，现已广泛作为高分子材料的阻燃剂。

申请号为200980139632.3的专利公开了一种混合的二元醇聚膦酸酯化合物，其中合成了多种二元醇的线性聚膦酸酯化合物，上述多种二元醇线性聚膦酸酯化合物的混合物，可作为聚氨酯材料的阻燃剂。申请号为201110153358.4的专利公开了一种含硫有机膦阻燃剂化合物及制备方法，该化合物由苯膦酰二氯与丁二醇反应合成，为聚合度大于1的线性聚合物，可作为聚氨酯、聚酯及环氧树脂的阻燃剂。申请号为201210106554.0的专利公开了一种聚合型膦酸酯，利用苯膦酰二氯与不同双酚合成线性聚合物，聚合度为60～70。申请号为201410150862.2的专利利用二丙二醇或二乙二醇合成了聚膦酸酯线性低聚物，其聚合度为2-6。申请号为201310047254.4的专利公开了一种脂肪族低聚磷/膦酸酯阻燃剂，该化合物为线性均聚物或嵌段共聚物，聚合度小于10，可作为硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃剂。但是上述聚合型高分子膦酸酯阻燃剂添加到高分子材料后，对高分子材料的机械性能有不利的影响。并且，上述线性聚合物阻燃剂的分解温度较低，在加工过程中有不同程度的分解，从而影响阻燃效果。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种环状聚磷酸酯齐聚物、其制备方法以及应用，本发明提供的环状聚膦酸酯齐聚物，其热稳定性良好，添加到高分子基材中，可以提高高分子材料基体的机械性能。

本发明提供了一种环状聚磷酸酯齐聚物，具有式(I)结构，

所述R₁为苯基、取代苯基或C1～C10的烷基，所述R₂为C1～C10的亚烷基或双酚化合物失去两个羟基后的基团，n为聚合度，n＝2～7。

优选的，所述R₁为甲基、苯基或苯氧基。

优选的，所述R₂为或

本发明还提供了一种环状聚磷酸酯齐聚物的制备方法，包括以下步骤：

将具有式(II)结构的化合物与具有式(III)结构的化合物混合，在催化剂或缚酸剂存在的条件下进行聚合反应，得到具有式(I)结构的环状聚磷酸酯齐聚物，

所述R₁为苯基、取代苯基或C1～C10的烷基，所述R₂为C1～C10的亚烷基或双酚化合物失去两个羟基后的基团，n为聚合度，n＝2～7。

优选的，所述具有式(II)结构的化合物为苯基磷酸二氯、苯膦酰二氯或甲基膦酰二氯。

优选的，所述具有式(III)结构的化合物为1,3-丙二醇、双酚A、双酚P、4,4’-二羟基二苯酮、1,4-丁二醇、酚酞、4,4’-亚环己基双酚或双酚芴。

优选的，所述催化剂为十六烷基三甲基溴化铵、四丁基氯化铵或甲基三烷基氯化铵；所述缚酸剂为有机胺类化合物。

优选的，所述聚合反应的温度为-20℃～20℃，所述聚合反应的时间为5～30h。

优选的，所述具有式(II)结构的化合物与具有式(III)结构的化合物的摩尔比为1：(0.5～2)。

本发明还提供了一种上述环状聚磷酸酯齐聚物作为阻燃剂的应用。

与现有技术相比，本发明提供了一种环状聚磷酸酯齐聚物，其特征在于，具有式(I)结构，式(I)；所述R₁为苯基、取代苯基或C1～C10的烷基，所述R₂为C1～C10的亚烷基或双酚化合物失去两个羟基后的基团，n为聚合度，n＝2～7。本发明提供的环状聚磷酸酯齐聚物，其热稳定性良好，能够符合高分子材料加工的要求。因此，本发明提供的环状聚磷酸酯齐聚物可以作为阻燃剂添加到高分子材料基材中，可提高高分子材料基体的机械性能。另外，本发明提供的环状聚磷酸酯齐聚物的制备方法简单、产率高。