[發明專利]一種聚合型磷硅協同阻燃劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202110182613.1
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112961363A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 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: C08G79/04
• 分類號: C08G79/04;C08L25/06;C08L63/00;C08L67/02;C08L69/00;C08L71/12;C08L77/06;C08L83/04;C08L85/02;C08K13/04;C08K7/14;C08K3/22;C08F283/00;C08F220/1
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供一種聚合型磷硅協同阻燃劑及其制備方法和應用，所述聚合型磷硅協同阻燃劑與被添加體系具有優異的相容性，且具有優異的阻燃性能，制備工藝簡單，節約資源且綠色環保。

技術領域

本發明屬于阻燃劑領域，涉及一種聚合型磷硅協同阻燃劑及其制備方法和應用。

背景技術

傳統的阻燃技術一般分為鹵素阻燃和無鹵素阻燃。

現有技術中，鹵素阻燃的方式一般為將含有鹵素和反應性基團的分子與其它材料一起反應制得有鹵阻燃材料，或使用如十溴二苯乙烷等不含反應基團的鹵素阻燃劑直接添加到材料中，達到阻燃的目的。同時，為了提高阻燃效果，還經常需要在阻燃體系中添加三氧化二銻等對生物體有害、對環境不友好的助燃助劑。含鹵阻燃物質在受熱分解或燃燒時會產生無降解性或難降解的高毒性二噁英類有機鹵素化學物質并積累，污染環境、影響生物體的生長發育以及人類的健康。

傳統的無鹵阻燃方式一般為向材料體系中大量添加如聚磷酸銨、三聚氰胺氰尿酸鹽、焦磷酸哌嗪或2-乙基次磷酸鋁類的鹽類阻燃劑，和如磷酸三甲酯或磷酸三苯酯類的磷酸酯類化合物，以及如氫氧化鋁或氫氧化鎂類的含結晶水的金屬氫氧化物的方式來達到阻燃的目的。向阻燃材料體系中需大量添加上述阻燃劑，不僅造成嚴重的資源浪費，降低或者損害材料的力學性能、耐水性能、耐熱性能以及電性能，同時因上述阻燃成分的遷移、析出，會對使用環境和自然環境造成污染，還會對材料的阻燃性能、力學性能以及耐熱性能造成進一步損害。

發明內容

為解決上述技術問題，本申請提供一種聚合型磷硅協同阻燃劑及其制備方法和應用，所述聚合型磷硅協同阻燃劑可直接為高分子材料提供優異的阻燃添加劑；本申請提供的聚合型磷硅協同阻燃劑的磷元素和硅元素含量高，同時發揮兩種元素的阻燃性能，兩種元素的協同阻燃，可以達到被添加體系在燃燒時無滴落以及發煙量極低的效果，且僅需少量添加即可達到優異的阻燃性能；本發明提供的磷硅協同阻燃劑制備工藝簡單，節約資源且綠色環保。

本發明目的之一在于提供一種聚合型磷硅協同阻燃劑，所述阻燃劑結構如式1所示：

其中，R₁～R₅以及R為滿足其化學環境的任意基團，X和Y為滿足其化學環境的任意基團，n≥1，m≥1。

其中，m可以是1、5、10、20、50、80、100、150、200或500等，n可以是1、5、10、20、50、80、100、150、200或500等，但并不僅限于所列舉的數值，上述各數值范圍內其他未列舉的數值同樣適用。

本發明中，提供的聚合型磷硅協同阻燃劑，相比于只含有磷元素的阻燃劑或磷氮阻燃劑具有更為優異的阻燃效果。現有技術中，同時含有磷元素和硅元素的阻燃劑為復合阻燃劑，磷元素和硅元素屬于不同的組份，導致其與被添加物質，尤其是聚合物材料的相容性差。而本申請挺穩定磷硅協同阻燃劑，為聚合型阻燃劑，其與聚合物材料如環氧樹脂、硅樹脂以及聚酯樹脂等具有良好的相容性，且其含有反應性基團，可以通過化學鍵與聚合物材料結合，在進一步提高聚合物材料阻燃性能的同時，進一步提高了聚合物材料的機械性能、耐熱性能以及耐水性能等。

本發明中，由于提供的聚合型磷硅協同阻燃劑中，硅元素和磷元素的含量較高，在燃燒后生成的殘余物會生成多孔性的自支撐的陶瓷體，可以在極高的溫度下保持結構的完整性，從而起到燃燒無滴落的效果。

作為本發明優選的技術方案，所述R₁～R₅分別獨立地優選的包括H、取代或未取代的烷基、取代或未取代的環烷基、取代或未取代的芳香基、取代或未取代的雜芳基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的環烷氧基、取代或未取代的芳香氧基或取代或未取代的雜芳氧基中的任意一種或至少兩種的組合。