[發明專利]一種高分子量固體磷酸酯阻燃劑及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 201010150015.8
• 申請日: 2010-04-19
• 公開（公告）號: CN101831308A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 潘小明;李執階;潘新明
• 申請（專利權）人: 江蘇大明科技有限公司
• 主分類號: C09K21/14
• 分類號: C09K21/14;C08G79/04;C08L85/02;C08L69/00;C08L55/02
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤

技術領域

本發明屬于阻燃材料領域，具體涉及一種高分子量固體磷酸酯阻燃劑及其制備方法。

技術背景

PC/ABS合金是一種綜合性能優異的工程塑料，同時具有PC、ABS的優點，即具有優良的機械性能和熱性能，又具有成形性好，耐應力開裂能力好的特點，適合于成形大型薄壁的制品。PC/ABS合金廣泛應用于汽車工業、家用電器、通信設備、手提電腦、手機、辦公設備等等要求高性能的場合。PC/ABS合金本身不能達到UL-94V-0阻燃要求，限制了它在許多領域中的應用。對PC/ABS合金阻燃普遍采用的阻燃劑為鹵素阻燃劑和磷系阻燃劑。由于環保、毒素以及鹵素阻燃劑易產生腐蝕性氣體的原因，鹵素阻燃劑受到限制，磷系阻燃劑得到了發展。而一般小分子磷系阻燃劑易揮發，不僅使加工環境變差，而且易析出，污染模具和制品，因而進一步研制出雙磷酸酯，使得熱穩定性得以提高，但加工時需要復雜液體加料系統，得到的阻燃材料耐熱溫度偏低等缺點，隨著人們對環保要求的提高，以及對高品質材料的追求，開發耐熱性高，應用范圍廣，不污染環境，加工過程簡便的阻燃劑市場前景廣闊。

磷系無鹵阻燃劑由于不會釋放出高致癌的二噁英，也不會釋放出腐蝕性氣體損壞電子電器件，對環境友好的特性，使得人們對其重視，但一般低分子量的含磷阻燃劑由于揮發性大，加工時易污染工作環境(模具和產品)，并且時間久了阻燃劑還會從制品中析出，影響產品阻燃性，從而迫使人們研究出熱穩定性更好的第二代磷阻燃劑，如BDP、RDP等。但是BDP、RDP在很多場合還不能滿足人們對更高的熱穩定性含磷阻燃劑的追求。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的上述不足，提供一種高分子量固體磷酸酯阻燃劑。

本發明的另一個目的在于提供該高分子量固體磷酸酯阻燃劑的制備方法。

本發明的又一目的是提供該高分子量固體磷酸酯阻燃劑的應用。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種高分子量固體磷酸酯阻燃劑HBDP，具有通式(1)所示化學結構：

n為20-30，該阻燃劑的軟化點在110-120℃之間，分子量在7000-10000之間，1％熱失重達392℃，而2％熱失重高達450℃，5％熱失重高達500℃。

本發明所述的高分子量固體磷酸酯阻燃劑HBDP的制備方法，該阻燃劑是以磷酸三苯酯、雙酚A為原料，在催化劑三氧化二銻的作用下-1.0～0.05MPa，160～250℃，按照反應式(1)反應得到，

n＝20-30的整數。

所述的制備方法的具體步驟如下：

(1)往反應釜中投入磷酸三苯酯，升溫至50-60℃，磷酸三苯酯溶解，開動攪拌，投入催化劑三氧化二銻；往反應釜中投入雙酚A，關閉投料口；減壓至-1.0～0.05MPa升溫至160～170℃有苯酚逸出，冷凝器水溫控制在40-50℃之間，防止逸出的苯酚結固造成冷凝器內管堵塞；保持-1.0～0.05MPa的真空度升溫至240～250℃，此溫度段反應時間9～10小時；然后降溫至110-120℃，打開放空閥和出料閥放料；(2)放料，并冷卻至料結固，固體料粉碎成顆粒或粉末，洗滌，干燥。

所述的磷酸三苯酯、雙酚A、三氧化二銻的摩爾比為100∶50～65∶0.1～0.3，優選100∶56∶0.18。

所述的磷酸三苯酯、雙酚A、無水乙醇的純度≥99％。

本發明所述的高分子量固體磷酸酯阻燃劑HBDP在制備PC/ABS合金或滌綸中的應用。

本發明所獲得的阻燃劑HBDP是通過縮合反應合成的高分子量固體磷酸酯，通過質譜分析分子量在7000-10000之間，軟化點在110-120℃之間，白色粉末或顆粒，酸值：＜0.1mgKOH/g；水份≤0.1％；磷酸三苯酯量≤3％；從TGA可以看出1％熱失重達392℃，而2％熱失重高達450℃，5％熱失重高達500℃；可以與其他助劑一起共混加工成濃縮粒，并可使工程塑料在加工成時有很好的流動性。

本發明所獲得的阻燃劑HBDP紅外譜圖：在1300cm^-1處的強吸收峰是磷酸酯中rp＝0的特征峰在1180cm^-1和960cm^-1處的強吸收峰是P-O-C(芳族)的伸縮振動，其它吸收峰支持聚合磷酸酯的結構。

本發明具有如下有益效果：