[发明专利]一种DOPO-GMA-APP阻燃剂的制备方法及应用

说明书

本发明公开一种新型DOPO‑GMA‑APP阻燃剂的制备方法及应用，属于阻燃剂技术领域。本发明以GMA为壳层材料，通过原位聚合的方法，使其包裹在APP上，制备得GMA‑APP，再枝接上阻燃中间体DOPO分子，得到新型DOPO‑GMA‑APP阻燃剂。应用于PBT阻燃材料时，既能保持阻燃材料良好的力学性能，同时通过引入碳源解决了PBT树脂难成炭、易产生滴落的燃烧问题，有效解决PBT阻燃材料极限氧指数低，发烟量较大的问题。本阻燃剂属于无卤阻燃剂，具有环境友好性。

技术领域

本发明涉及制备技术领域，具体涉及一种DOPO-GMA-APP的制备方法及应用。

背景技术

聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种结晶性的饱和聚酯，其具有良好的耐高温、耐化学腐蚀及耐漏电起痕性能等综合优异性能。但因其极易燃烧，需添加阻燃剂后方可应用在新能源汽车电池包壳体材料、仪器仪表材料、充电桩壳体材料、电连接器材料等领域。

随着高分子材料行业的广泛普及和发展，阻燃剂的全球用量持续增长，在国内有关阻燃领域的研究大多集中于添加剂复配的研发上，例如使用有机配料或者无机配料复合添加剂的研究。

聚磷酸铵(APP)作为一种无机磷阻燃剂，磷、氮含量高，成本较低，在聚合物燃烧时能够在气相释放不可燃氨气，降低燃烧过程中氧气等气体浓度；在凝聚相分解生成磷酸作为强脱水剂，促进聚合物脱水碳化形成碳层，隔绝氧气发挥阻燃效果，广发用于PP、PC、PBT等塑料中。

但是APP易吸潮、与高分子材料相容性差、易析出，因此需对APP改性，降低其吸湿性，增加与高分子的相容性，进而提高聚合物的阻燃性能，降低APP对高分子材料力学性能的影响。

现在少有微胶囊化APP阻燃剂对PBT材料进行阻燃，而APP阻燃剂较为绿色清洁，但PBT材料相容性较差，因此研究一种低烟低毒，且阻燃效率较高的无卤微胶囊化APP阻燃剂及其制备的方法具有重要意义。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供一种DOPO-GMA-APP阻燃剂及其制备方法和应用，方法操作简便，反应条件温和，环保节能，在材料制备方面有较大的应用前景，得到的新型磷碳阻燃剂阻燃效果，成炭效果，抑烟效果，力学性能较好，具有广泛的应用前景。

为实现上述目的，本发明提供的方案如下：

一种DOPO-GMA-APP阻燃剂的制备方法，以GMA(甲基丙烯酸缩水甘油酯)为壳层材料，通过原位聚合的方法，使其包裹在APP(聚磷酸铵)上，制备得GMA-APP，再枝接上阻燃中间体DOPO(9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)分子，得到DOPO-GMA-APP阻燃剂。

具体包括以下步骤：

(1)将APP加入到无水乙醇中，控制一定温度搅拌均匀，再加入GMA，混合均匀，后加入过氧化苯甲酰的丁酮溶液，加热反应，反应完毕后抽滤，干燥，制备得GMA-APP；

(2)将制备好的GMA-APP，加入无水乙醇，升温，搅拌；

(3)研磨DOPO至粉状加入上述溶液中反应，反应完成后进行抽滤，洗涤，干燥，即得到DOPO-GMA-APP阻燃剂。

步骤(1)GMA-APP的制备方法具体为：按重量份数计，将50～100份APP加入到无水乙醇中，固液比为1:2.5，控制升温至45～55℃，搅拌；向混合溶液中加入甲基丙烯酸缩水甘油酯5～100ml，温度保持不变，继续搅拌10～20min；将0.125～0.5份过氧化苯甲酰溶于10～40ml丁酮中，再将其加入到上述混合液中，加热至60～70℃，反应6～9h，反应完毕后抽滤，得到白色块状物，放入烘箱中以70～80℃进行干燥12～14h，制备得GMA-APP。

步骤(2)具体为：按重量份数计，将50～200份GMA-APP，加入无水乙醇，控制固液比为1:2，升温至40℃，搅拌10～15分钟。