[发明专利]一种含磷阻燃型环氧预聚物及其制备方法

说明书

本发明提供一种含磷阻燃型环氧预聚物及其制备方法，所述含磷阻燃型环氧预聚物结构新颖，加入聚酰胺材料后可增加其阻燃性能，减少其他阻燃剂的添加量，同时还可以提高聚酰胺材料的机械强度。另外，本发明提供的阻燃型的环氧预聚物可以作为阻燃型环氧树脂的单体制备阻燃型环氧树脂，避免阻燃剂和卤素的引入。所述制备方法，合成方法简单，成本低。

技术领域

本发明属于聚合物添加剂领域，涉及一种含磷阻燃型环氧预聚物及其制备方法。

背景技术

聚酰胺(PA)主链节含有极性酰胺基团(—CO—NH—)，包括聚己内酰胺(PA6)、聚酰胺66(PA66)、聚酰胺1010(PA1010)等品种，具有优异的力学性能，同时具备耐磨、耐油、自润滑等特点，广泛用于机械设备、电子电气、汽车制造、纤维纺织等领域，是用量最大的工程塑料之一。

但是聚酰胺阻燃性能较差，在燃烧时容易熔融滴落，在实际应用中必须对其进行阻燃改性才能达到安全要求。目前常用的聚酰胺阻燃剂大多为含卤阻燃剂，并不符合环保要求。阻燃剂的使用常常会降低聚酰胺的力学性能、加工性能等。无卤阻燃技术的开发是聚酰胺应用领域的重要课题。

聚酰胺在熔融加工过程中容易发生降解，导致分子链断裂、分子量下降，最终使产品的性能下降。回收再生的聚酰胺，因其经过一次或多次熔融加工，其分子降解更加严重。再生或回收的聚酰胺不能够应用在性能要求较高的场合，甚至可能被作为废弃物处理，这与当今绿色和低碳发展的主题不相符合。因此，通过有效的方法提高聚酰胺的分子量和粘度，对于聚酰胺的加工工艺和回收利用都有重大的意义。

另外，常用的环氧树脂如双酚A型环氧树脂等都是易燃品，通常需要加入阻燃剂、加入阻燃型固化剂，或者含卤素的单体制备阻燃型环氧树脂，例如溴化环氧树脂等，这些可能会影响树脂本身的机械强度，或者使树脂产品达不到环保要求。所以开发出阻燃型的环氧预聚物单体对阻燃型环氧树脂具有重大意义。

聚酰胺阻燃性能较差，必须对其进行阻燃改性，无卤阻燃剂阻燃效率较低，常常需要添加大量才满足实际应用的要求，这样会降低聚酰胺的机械强度和加工性能等。阻燃剂的热分解、变黄、析出等也是目前面临的较大问题。聚酰胺的阻燃性能和力学性能之间的矛盾至今没有十分理想的解决方法。

提高聚酰胺相对分子量是增强其机械强度的有效方法。提高相对分子量的方法有延长熔融缩聚时间和固相聚合，前种方法在缩聚反应后期物料黏度大，搅拌以及副产物的扩散困难，反应速度慢，降解等副反应加剧，产品性能下降；后者固相聚合反应速度慢，大规模生产需要专用的设备，因而限制了它的应用。化学扩链法是一种简便高效地提高聚酰胺分子量和粘度的方法，通过加入扩链剂在聚酰胺熔融状态下发生化学反应，提高分子链。它具有反应速度快、加工灵活、成本低等特点，可通过螺杆挤出机等设备连续生产。

目前，市场上的扩链剂品种较少，功能单一，扩链效果也不理想，而且均有助燃作用，增加了阻燃难度。巴斯夫的苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯低聚物ADR系列，因为含有多个环氧官能团，随着熔融加工时间的延长，容易产生支化交联结构，使熔体粘度不断上升，难以控制。

CN103897385A“一种阻燃扩链尼龙6组合物及其制备方法”公开了一种阻燃和扩链相结合的尼龙6组合物，所用的扩链剂为含磷环氧化合物P-EP，分子中含有-SO₂-基团，并通过席夫碱结构反应连接上磷杂菲结构。席夫碱反应机理是带有孤对电子对的氮原子进攻羰基上带有正电荷的碳原子，完成亲核加成反应，再脱水形成席夫碱结构。-SO₂-基团的吸电子能力较强，使得氨基的电子云密度下降,反应活性变小。另外，磷杂菲结构基团的位阻效应较大，会影响后面酚羟基与环氧基团亲核反应的活性。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种含磷阻燃型环氧预聚物及其制备方法，所述含磷阻燃型环氧预聚物结构新颖，加入聚酰胺材料后可增加其阻燃性能，减少其他阻燃剂的添加量，同时还可以提高聚酰胺材料的机械强度。所述制备方法，合成方法简单，成本低。