[发明专利]阻燃剂、复合阻燃剂以及含有该复合阻燃剂的阻燃高分子材料

说明书

本发明公开了一种阻燃剂、复合阻燃剂以及含有该复合阻燃剂的阻燃高分子材料，该阻燃剂是磷酸‑芳基膦酸金属盐和/或亚磷酸‑芳基膦酸金属盐；磷酸‑芳基膦酸金属盐和亚磷酸‑芳基膦酸金属盐均为层状单一相。该阻燃剂克服了现有(亚)磷酸盐和苯基膦酸盐的各自不足，特别是克服现有技术中(亚)磷酸盐同高分子材料相容性差、易析出，苯基膦酸盐阻燃剂阻燃效率低的问题，又能大幅提高二烷基次膦酸盐阻燃剂对高分子材料的阻燃效果。本发明的另一方面还提供了包含该阻燃剂的复合阻燃剂以及含有该复合阻燃剂的阻燃高分子材料。

技术领域

本发明涉及一种阻燃剂、复合阻燃剂以及含有该复合阻燃剂的阻燃高分子材料，属于阻燃高分子材料领域。

背景技术

现今阻燃高分子材料已经被广泛运用于电子和电器领域中，例如由阻燃高分子材料制成的电器插座、连接器和继电器等小型电子元部件。现有较常用的阻燃高分子材料有玻璃纤维增强聚酰胺、聚酯PBT和高温尼龙等。现有技术中常通过在高分子材料中添加溴系阻燃剂来实现高分子材料的阻燃，但在阻燃高分子材料燃烧时，其中的溴系阻燃剂会分解产生强烈致癌的二噁英和会引起二次污染的溴化氢。因此，最近人们限制了溴系阻燃剂在高分子阻燃材料中的应用，人们转而采用无卤阻燃剂实现高分子材料的阻燃。

在无卤阻燃剂中，磷系阻燃剂以其多样化的阻燃机理引起了人们的广泛关注。但现有的有机磷系阻燃剂普遍存在热稳定性低，挥发性大以及化学稳定性差的特性，这些特性阻碍了有机磷系阻燃剂作为高分子材料阻燃剂使用。为了提高磷系阻燃剂的耐热和耐化学稳定性，磷酸盐类阻燃剂和膦酸盐类阻燃剂得到了大力发展。

现有磷系阻燃剂中包括亚磷酸盐阻燃体系，亚磷酸盐多采用高温高压水热法或固-固反应制备，高温高压水热法由于反应条件苛刻，对设备要求高，生产安全性较差不利于工业化生产；固-固反应法制得的产物中残留了较多的亚磷酸，亚磷酸容易引起高分子材料的降解。另外亚磷酸盐(譬如亚磷酸镁)具有较好的水溶性，这一特性使得亚磷酸盐不仅很难通过在水中沉淀的方法来获得，也因容易被水析出而无法在工程塑料中长时间发挥阻燃剂的作用。

现有膦系阻燃剂中包括苯基膦酸盐，目前含苯基膦酸盐的阻燃体系在使用中存在阻燃效果差等问题，含苯基膦酸盐的阻燃体系不能满足工程塑料类高分子材料的加工和性能要求。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种阻燃剂，该阻燃剂选自磷酸-芳基膦酸金属盐和/或亚磷酸-芳基膦酸金属盐；所述磷酸-芳基膦酸金属盐和所述亚磷酸-芳基膦酸金属盐均为具有层状单一相。

层状单一相的磷酸-芳基膦酸金属盐和/或亚磷酸-芳基膦酸金属盐克服了现有(亚)磷酸盐和芳基膦酸盐的各自不足，特别是克服了现有技术中(亚)磷酸盐同高分子材料相容性差、易析出以及芳基膦酸盐阻燃剂阻燃效率低的问题。

所述阻燃剂为磷酸-芳基膦酸金属盐和/或亚磷酸-芳基膦酸金属盐；所述磷酸-芳基膦酸金属盐和所述亚磷酸-芳基膦酸金属盐均为层状单一相。

以下为便于说明将(磷酸-芳基膦酸金属盐和/或亚磷酸-芳基膦酸金属盐)简称组分A，组分A可按高分子材料阻燃剂的加入量加入高分子材料中，例如组分A的加入量为高分子材料总质量的0.5-10wt％。

当组分A为所述层状单一相的磷酸-芳基膦酸金属盐和亚磷酸-芳基膦酸金属盐二者的混合物时，可以按任意本领域助剂使用比例混合。

优选地，所述磷酸-芳基膦酸金属盐与所述亚磷酸-芳基膦酸金属盐按质量比为0.5～10:30～1混合。

本发明中层状单一相磷酸-芳基膦酸金属盐、层状单一相亚磷酸-芳基膦酸金属盐均可按现有技术中公开的方法制备得到，例如US4962228和US7199172中公开的方法。