一种含pepa侧基的聚合型磷-硅阻燃剂及其制备方法
【专利摘要】本发明所公开的一种含PEPA侧基的聚合型磷-硅阻燃剂，其重复单元结构如式I所示。本发明通过自由基共聚法，调整共聚单体的比例，制备了一种磷、硅含量和比例可调的聚合型阻燃剂。该阻燃剂具有热稳定性好，成炭性好，抗迁移等特点；分子结构中的磷、硅元素可以起到协同作用，从而赋予了聚苯乙烯优良的阻燃性；有望应用于其他常见聚合物材料。
【专利说明】—种含PEPA侧基的聚合型磷-硅阻燃剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明属于阻燃剂领域，涉及一种含PEPA侧基的聚合型磷-硅阻燃剂的结构及其制备方法。
【背景技术】
[0002]新阻燃剂的研发具有两个趋势:由小分子阻燃剂向齐聚物阻燃剂发展；由单一阻燃体系向多种阻燃元素“协同”阻燃体系发展。齐聚物阻燃剂具有材料相容性好、分解温度高、耐候性好、还可以改善某些基材的机械性能等优点。美国孟山都公司(US3014956)开发了分子量800左右齐聚磷酸酯，具有较好的阻燃性和耐热性。国内，四川大学王玉忠教授实验室开展了聚磷(膦)酸酯的合成与应用研究。(CN02113512.6 ；CN200510021217.1),有效地增加了材料的阻燃性，并保持了热稳定性。“协同效应”是指两种或两种以上组分构成体系的性能提高优于由两种组分各自单一作用时的性能提高之和。众多研究结果表明，磷与硅元素共存时具有协同阻燃的功效，磷-硅阻燃剂得到了广泛的重视和发展。发表于Fire Mater.31,411-423的阻燃剂(I)，对PC/ABS阻燃时氧指数可以达到27.2 %。杨士勇课题组申请了多种磷硅协同阻燃剂的专利，这些化合物具有耐水解、易提纯等特征和良好的协同作用，从而赋予了常见聚合物材料优良的阻燃性能(CN201210479147.4 ；CN201210063638.0 ；ZL200710178086.7)。
[0003]1-氧代-4-羟甲基-1-磷杂-2，6，7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷(PEPA)可以有效地改变基体材料的分解方式，促进成炭。将PEPA结构引入聚合物侧基作为添加型阻燃剂的研究不多，值得注意的是专利ZL200810012458.3公开的阻燃剂(II)，通过增加磷含量提高聚合物材料在燃烧中的抗熔滴性，对ABS和PC/ABS有很好的阻燃效果。
[0004]本发明的特点是将PEPA结构和硅元素作为侧基引入齐聚物阻燃剂，具有磷-硅协同阻燃作用，可以改善聚合物燃烧时的熔滴现象；克服小分子阻燃剂使用过程的热稳定性差和存在迁移性等问题；本发明采用自由基共聚的合成方法使得该阻燃剂具有磷、硅元素比例可控的优点。
[0005]
【权利要求】
1.一种含PEPA侧基的聚合型磷-硅齐聚物阻燃剂，其特征在于该阻燃剂具有下述重复单元结构:
2.制备权利要求1中所述的含PEPA侧基的聚合型磷-硅齐聚物阻燃剂的方法，其特征在于:首先，将PEPA与丙烯酰氯按摩尔比1: 1.1~1: 1.3在溶剂二氯甲烷中以三乙胺为缚酸剂制备PEPA丙烯酸酯，合成温度为-15-25°C，反应时间为4_8小时；反应结束后，过滤去除不溶物，将母液中溶剂去除后得到固体粉末即为粗PEPA丙烯酸酯，用甲醇/水为3/1 (V/V)的混合液重结晶，得到精制的PEPA丙烯酸酯(PEPA-AA)；.0H
【文档编号】C08F230/02GK103897105SQ201410096997
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月4日 优先权日:2014年3月4日
【发明者】闫莉, 张鑫, 尚宏周, 桑晓明, 李婷婷, 张志明 申请人:河北联合大学