[發明專利]多異氰酸酯改性的磷腈化合物、制備方法和用途

在審

• 申請號: 201610931980.6
• 申請日: 2016-10-24
• 公開（公告）號: CN107973910A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 潘慶崇
• 申請（專利權）人: 廣東廣山新材料股份有限公司
• 主分類號: C08G79/025
• 分類號: C08G79/025;C08L85/02;C08L23/06;C08L55/02;C08L63/00;C08K3/26;C08K5/3432;C08J5/24;B32B15/04;B32B7/08
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟,侯桂麗

技術領域

本發明屬于阻燃物質的技術領域，具體涉及多異氰酸酯改性的磷腈化合物、制備方法和用途。

背景技術

在電線電纜領域，絕緣材料必須具有較高的絕緣電阻、耐電壓強度或低的介電損耗，另外還需要兼顧良好的物理機械性能，如拉伸、抗彎曲、抗振動、抗扭曲等，對于護套材料，需要適應不同的使用環境和場合，有抗撕裂、耐高低溫、耐氣候、耐油、耐溶劑等要求。

電線電纜常用的阻燃劑是磷酸三苯酯，但是對于像磷酸三苯酯的磷酸酯類阻燃劑，為了達到不燃的效果，需要加入大量的氫氧化鎂、氫氧化鋁等無機材料，造成機械性能下降，拉伸強度和彎曲強度達不到要求的問題。

工程塑料的力學性能優異，但阻燃性能差，限制了其在電子電氣、交通、建筑、井礦設施等重要領域的應用，迫切需要研究開發高性能無鹵阻燃工程塑料。

在電子領域，通常使用DOPO與線性酚醛型環氧樹脂、鄰甲基酚醛環氧樹脂、雙酚A酚醛型環氧樹脂等高成本、多官能環氧樹脂與DOPO反應的生成物(簡稱DOPO環氧樹脂)廣泛應用作為覆銅板用途的環氧樹脂材料。這些使用DOPO環氧樹脂所制造的覆銅板，具有良好的阻燃性能，但黏結性、耐熱性、加工性等存在不少的缺陷，不適合用于制造現代通信需要的高多層、高可靠性、高黏結性、良好加工性能的產品，以及由于高成本的原因，不利于普及到如手機等要求低成本的消費電子等民用品領域。

以手機、電腦、攝像機、電子游戲機為代表的電子產品、以空調、冰箱、電視影像、音響用品等為代表的家用、辦公電器產品以及其他領域使用的各種產品，為了安全，很大部分的產品都要求其具備不同程度的阻燃性能。

阻燃性也是電線電纜材料和工程塑料的重要指標，目前大量使用的是鹵系和無鹵兩大系列阻燃劑。鹵素阻燃劑(特別是溴類)在燃燒時釋放有毒的煙霧，容易使人窒息，并且影響救火工作。

而無鹵阻燃劑可以分為磷系無鹵阻燃劑的DOPO(9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物)及其衍生物、膨脹型無鹵阻燃劑、無機無鹵阻燃劑、有機無鹵阻燃劑等。

DOPO及其衍生物作為阻燃成分，可以通過添加或不添加氫氧化鋁水合物、氫氧化鎂水合物達到阻燃的效果。通常使用DOPO與線性酚醛型環氧樹脂、鄰甲基酚醛環氧樹脂、雙酚A酚醛型環氧樹脂等高成本、多官能環氧樹脂反應的生成物(簡稱DOPO環氧樹脂)作為覆銅板的環氧樹脂材料。這些使用DOPO環氧樹脂所制造的覆銅板，具有良好的阻燃性能，但黏結性、耐熱性、加工性等存在不少的缺陷，不適合制造現代通信需要的覆銅板高多層、高可靠性、高黏結性、良好的加工性能的需要，以及由于高成本的原因，不利于普及到如手機等要求低成本的消費電子等民用品領域。

因此，本領域需要開發一種無鹵阻燃劑，其在達到阻燃效果的同時，能夠保持甚至提高所述基體樹脂的機械強度，如彎曲強度、拉伸強度、延伸率等等。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的之一是提供一種多異氰酸酯改性的磷腈聚合物，其具有良好的阻燃性、耐熱性，制備得到的電線電纜、工程塑料或覆銅板均具有優異的機械性能。而且，該磷腈化合物具有成本低的優勢。

本發明的目的在于提供一種多異氰酸酯改性的磷腈聚合物，所述聚合物具有式(I)的結構：

其中，Z₂和Z₃均各自獨立地選自末端為-COOH的基團或末端為-NCO的基團中的任意1種或至少2種的組合；

Z₁選自由親核試劑提供的惰性親核基團；

M選自磷腈基團，且M含有m個磷原子；

R選自亞有機基團；

a為≥0，b為≥0，c為≥0，d為≥0，e為≥0，且滿足a+b+c＝2m，d+e+2＝2m；

n為平均聚合度，其大于0；

Y₂為含有磷腈基團的親核基團。

優選地，本發明所述M均各自獨立地選自具有式(II)結構的環狀磷腈，或具有式(III)結構的線性磷腈；

在式(II)或式(III)中，n₁為≥2，n₂為≥1。

優選地，所述M均各自獨立地選自環三磷腈基、環四磷腈基或非環狀聚磷腈基中的任意1種或至少2種的組合；優選環三磷腈基。

注意，M結構式的表示中，所出現符號僅僅是對“環狀”結構的一種示意。