[发明专利]一种二元酚结构的聚磷酸酯阻燃剂及其界面缩聚法制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚合型有机磷阻燃剂技术领域，涉及一种聚磷酸酯阻燃剂及其制备方法，特别是涉及一种含有二元酚结构的聚磷酸酯阻燃剂及其制备方法。

背景技术

PC/ABS合金是一种广泛应用于汽车工业、电子产品、办公设备等高性能要求领域的工程塑料，但它本身不能达到UL-94V-0阻燃要求，限制了它在许多领域的应用。对PC/ABS合金阻燃普遍采用的阻燃剂是卤素阻燃剂和磷系阻燃剂，由于卤素阻燃剂对环境不友好等原因，磷系阻燃剂近几年得到了迅速的发展，尤其是聚合型高分子磷系阻燃剂，因为它具有材料相容性好、分解温度高、耐候性好等优点。

中国专利200610161251.3公开了一种双酚A（苯基多聚磷酸酯）阻燃剂及其制备方法，是将过量三氯氧磷与双酚A缩合反应得到中间产物单体后，脱除未反应的三氯氧磷，再与等摩尔的双酚A继续缩聚反应至平衡，得到的多聚体再用过量的苯酚置换多聚体上的氯原子，得到n＝5～40，分子量2300～13000的固态高分子阻燃聚合物。此法经中间单体合成、缩聚、置换三步反应得到最终产品的粗品，制备工艺步骤多，产生大量氯化氢，污染大，对设备腐蚀性强。

中国专利200910033993.1公开了一种酯交换反应制备聚磷酸酯的方法，使二元酚与芳基双磷酸酯或三芳基磷酸酯，在150℃至产物分解温度，及在弱碱性酚类钠盐或路易斯酸催化剂，10mmHg～1mmHg真空条件下进行酯交换反应。所得产品聚磷酸酯的聚合度可以达到100左右，对应分子量在2300～32500间。该方法需高温及高真空条件，聚合反应才能很好的进行。

发明内容

本发明旨在克服现有技术中聚磷酸酯及其制备方法中存在的上述不足，提供一种二元酚结构的聚磷酸酯阻燃剂，以及界面缩聚法制备该二元酚结构的聚磷酸酯阻燃剂的方法。

本发明所采用的技术方案是：

一种二元酚结构的聚磷酸酯阻燃剂，具有式（Ⅰ）所示的化学结构式：

                                               （Ⅰ） 

 

其中，n=50~60。

所述的二元酚结构的聚磷酸酯，具有较窄的分子量分布，分解温度高、稳定性强，具有更优良的阻燃性能。

本发明所述的二元酚结构的聚磷酸酯阻燃剂采用界面缩聚法制备，其特征在于，以水和二氯甲烷为介质，二元酚二钠盐与二氯化磷酸对甲苯酯在相转移催化剂季铵盐作用下进行界面缩聚反应，制得目的物聚磷酸酯。

更具体和优化地，所述的制备方法包括如下步骤：

1）将二元酚溶于NaOH水溶液中形成二元酚二钠盐；

2）在步骤1）的二元酚二钠盐水溶液中加入二氯化磷酸对甲苯酯的二氯甲烷溶液和相转移催化剂季铵盐，在相转移催化剂作用下进行界面缩聚反应；

3）反应产物用水洗涤数次，浓缩有机层，有机层中加入石油醚，析出二元酚结构的聚磷酸酯白色固体。

所述的二元酚为双酚A、双酚S或对苯二酚。

上述方法其基本反应式如下：

 

 

n=50~60。

所述的步骤1）中，制备二元酚二钠盐水溶液按摩尔比n（二元酚）:n（NaOH）=2.0:1~2.2:1。

所述的相转移催化剂季铵盐为四己基氯化铵、四丁基溴化铵或四丁基氯化铵，优选四丁基溴化铵。

所述的缩聚反应中，反应物按摩尔比计，n（二氯化磷酸对甲苯酯）:n（二元酚）:n（季铵盐）=1:1~1.1:0.03~0.05。

所述的缩聚反应温度为0～40℃。

所述的步骤3）中，有机层体积浓缩80%以上，加入石油醚的体积为有机相体积的15～25倍。

本发明的有益效果：本发明的二元酚结构的聚磷酸酯阻燃剂，分解温度高、稳定性强，分子量分布较窄，具有更优良的阻燃性能。所述的界面缩聚法制备聚磷酸酯阻燃剂的方法，二元酚二钠盐与二氯化磷酸对甲苯酯在相转移催化剂季铵盐作用下进行界面缩聚反应，只需一步缩聚反应就能得到阻燃剂产品，工艺简洁，产物易得，产品纯度高（可达98~99%）。并且反应在常温常压下即可进行，反应条件温和，无氯化氢气体放出，反应产物不需酸洗碱洗，后处理简单。

下面结合具体实施例对本发明进行详细描述。本发明的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。

具体实施方式