[发明专利]无卤阻燃不饱和聚酯树脂及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种取代烷烃，尤其涉及一种小分子有机支化单体，应用于低收缩 饱和聚酯树脂支化聚合技术，使饱和聚酯实现高效缩聚反应和体型分子结构，特别 适用于在高端模塑料领域中的应用。

背景技术

近年来，火灾日益频繁，火灾所造成的经济损失也日趋严重。据统计，2011年 上半年，全国共接报火灾83983起，死亡749人，受伤359人，直接财产损失11.6 亿元，与去年同期相比，起数和损失分别上升15.4%和12.3%，死亡和受伤人数分别 增加50人和78人。每一个数据背后，一个个触目惊心的火灾现场在提醒我们，预 防火灾，任重道远。

不饱和聚酯树脂（UPR）作为一种复合材料，广泛应用于游艇、轨道交通、建 筑等行业。由于不饱和聚酯树脂是可燃性材料，能够在燃烧过程中放出大量的热， 并且生成浓烟、释放出有毒的气体，成为火灾发生的隐患，因此赋予不饱和聚酯树 脂阻燃性具有很重大的现实意义。

长期以来，UPR大部分使用的是含卤阻燃剂，随着环境保护的意识增强，欧盟 的RoHS法规和WEEE指令以及中国阻燃领域相关环保法规等相继出台，含卤阻 燃的UPR产品也即将被代替。已报道的无卤单独或复合阻燃UPR的阻燃剂如：

三聚氰胺（MA）、红磷（RP）、聚磷酸铵（APP）、膨胀石墨、层状硅酸盐纳米粘土、 磷（膦）酸酯等，但存在诸如引入量大，影响UPR的透明性、力学和电性能不足 等缺陷，因此开发低烟低毒高效透明的无卤阻燃树脂是未来的发展趋势。

中国发明专利申请201110088083.0公开了一种反应型无卤阻燃不饱和聚酯树脂 的合成方法，该专利中以单羟基或单羧基的磷系阻燃剂如2-羧乙基苯基次磷酸和苯 基羟甲基次磷酸与反应型硅系阻燃剂二苯二羟硅烷、二羟二甲基硅烷等为基本原料， 来制备反应型无卤阻燃不饱和聚酯树脂，由于该专利中采用的含磷阻燃剂分子量 小，熔点低，在高温下易分解，阻燃性能不持久，氧指数最高位29.7%，而且没有进 行烟气毒性相关的检测工作，只能满足一般制品的阻燃要求。

中国发明专利ZL200810218735.6的专利公开了一种反应型透明无卤阻燃不饱 和聚酯的制备方法，该专利中采用含磷阻燃剂DOPO（9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲 -10-氧化物）衍生物为饱和二元酸或二元醇，与其它二元醇和二元酸反应后，加入苯 乙烯得到透明的反应型阻燃不饱和聚酯树脂，由于分子结构中含有联苯环和菲环结 构，特别是侧磷基团以环状O=P-O键的方式引入，比一般的、未成环的有机磷酸酯 热稳定性和化学稳定性高，阻燃性能更好。用该阻燃剂合成的树脂无卤、无烟、无 毒，不迁移，阻燃性能持久。由于该专利中只采用了一种含磷阻燃剂，而且阻燃剂 添加量小，含磷量低，很难达到很高的阻燃性能，该专利中公布的最高的氧指数为 29%，很难满足要求更高制品的阻燃要求。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种无卤阻燃不饱和聚酯树脂，解决现有阻燃不饱 和聚酯树脂存在的问题，以提供高性能、高阻燃效果、低烟和低毒的透明无卤阻燃 不饱和聚酯。

本发明的另一个目的在于提供一种不饱和聚酯树脂的制备方法，以制取无卤阻 燃不饱和聚酯树脂。

本发明提供的一种无卤阻燃不饱和聚酯树脂，主要包括63wt%-69wt%无卤阻燃 不饱和聚酯、19wt%-22wt%的苯乙烯、3wt%-7wt%含氮交联单体和5wt%-14wt%的 含磷添加型阻燃剂。

无卤阻燃不饱和聚酯，按重量份由26-36份二元酸接枝的DOPO衍生物、30-44 份无磷二元酸或酸酐和28-34份二元醇共混聚合而得。所得聚酯的数均分子量Mn 为970～1120Da，分子量分散系数为1.05～1.4。本发明中，聚合物采用常规的缩聚 聚合方法制得，其为本领域技术人员的常规操作手段，或参考《涂料工艺（第三版）》 （涂料工艺编委会编，化学工业出版社，1997年）一书，并在该教科书的指导下， 或结合本发明实施例，根据实际需要制备。