[发明专利]一种阻燃型聚甲基丙烯酸甲酯及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种阻燃型聚甲基丙烯酸甲酯及其制备方法和应用，所述阻燃型聚甲基丙烯酸甲酯的制备原料包括甲基丙烯酸甲酯、反应型含磷阻燃剂和引发剂，所述反应型含磷阻燃剂具有如式I或式II所示结构，含有乙烯基；所述反应型含磷阻燃剂与甲基丙烯酸甲酯共同作为单体参与自由基聚合反应，最终以分子链片段的形式存在于PMMA中，避免了小分子析出、水溶或水解现象，真正实现高效稳定的环保型阻燃。本发明提供的阻燃型聚甲基丙烯酸甲酯具有优异的阻燃性能、机械性能和透光率，且制备工艺简单，具有广阔的产业化应用前景。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种阻燃型聚甲基丙烯酸甲酯及其制备方法和应用。

背景技术

聚甲基丙烯酸甲酯(简写为PMMA)是丙烯酸酯类聚合物中最重要的材料之一，它具有化学稳定性好、透明性好、物理机械性能均衡、加工性好、耐候性佳、电绝缘性好等特点，故而被广泛应用于航空、农业、灯饰、光学仪器、建筑等领域。但是，聚甲基丙烯酸甲酯的极限氧指数只有17.5，遇到明火就会燃烧，而且燃烧具有持续性，因此存在不可忽视的火灾风险；加之应用于建筑、灯饰以及航空航天领域的聚甲基丙烯酸甲酯需要长期处于高温、高压或静电环境中，因此对PMMA的防火阻燃性能提出了更高的要求，研发具有阻燃效果的PMMA具有十分重要的意义。

CN103059183A公开了一种阻燃性聚甲基丙烯酸甲酯及其制备方法，所述阻燃性聚甲基丙烯酸甲酯的制备原料包括50～90重量份的甲基丙烯酸甲酯、10～50重量份的碱式氯化镁或改性碱式氯化镁以及引发剂，所述改性碱式氯化镁由偶联剂、表面活性剂中的一种或几种对碱式氯化镁进行表面改性得到；碱式氯化镁或改性碱式氯化镁作为阻燃剂存在于材料中，制得阻燃性聚甲基丙烯酸甲酯既提高了PMMA的阻燃性能，而且阻燃剂的用量低于传统的氢氧化镁阻燃剂，降低了PMMA的成本。

CN104045955A公开了一种阻燃聚甲基丙烯酸甲酯，所述阻燃聚甲基丙烯酸甲酯由聚甲基丙烯酸甲酯、相容剂、抗氧剂、润滑剂、引发剂和阻燃剂共混得到，其中阻燃剂为四溴双酚A或磷酸酯，相容剂为异氰酸酯型相容剂，能够有效提高复合材料机械强度，润滑剂为硬脂酸丁酯或乙撑双硬脂酰胺，能够改善其它助剂的分散性。所述阻燃聚甲基丙烯酸甲酯不仅具有良好的阻燃性，而且制备工艺简单，成本低。

CN106221096A公开了一种无卤阻燃长玻纤增强聚甲基丙烯酸甲酯复合材料及其制备方法，所述复合材料包括基体树脂聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃纤维、阻燃剂、抗氧剂、相容剂、增韧剂、三嗪成炭剂和协效剂，其中阻燃剂为苯乙基桥链9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DIDOPO)，协效剂为季磷盐插层改性蒙脱土，对复合材料的阻燃性及力学性能产生正协效；所述复合材料中DIDOPO熔融温度低，分解温度高，可进行加工的温度区域选择范围广，而且DIDOPO熔融流动性极好，能直接与基体树脂等进行混合、均匀挤出。该玻纤增强聚甲基丙烯酸甲酯复合材料中阻燃剂分撒均匀，阻燃效果好，工艺简单，而且力学性能优异。

然而在现有技术中，碱式氯化镁或改性碱式氯化镁等无机阻燃剂的阻燃效率较低，需要大量加入才能实现良好的阻燃效果，但无机填料的大量加入对材料的机械性能会有所影响，而且耐腐蚀性欠佳；含有溴等卤素的阻燃物质虽然阻燃性能优异，但其燃烧时会产生二噁英等难以降解的产物，造成严重的环境污染，危害人体健康；DOPO等添加型磷氮无卤阻燃材料的燃烧产物虽然不会造成环境污染，但在生产、保管、使用、报废处理过程中由于具有迁移性、析出性，并且多数添加型阻燃剂易水解等原因，其分子、分解物或水溶物会进入环境中，污染环境，因此无法实现真正的环保型阻燃。

因此，开发一种真正可以做到安全环保阻燃的高性能聚甲基丙烯酸甲酯来满足应用要求，是本领域的研究重点。

发明内容