[发明专利]一种高分子阻燃抗静电剂及合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高分子阻燃抗静电剂及合成方法。

背景技术

由于高分子材料尤其是某些工程塑料具有优良的力学性能、质轻、易于成型加工、耐候性耐化学性好等优点，其在生产生活中被越来越广泛地应用。但是，高分子材料一般都具有很高的表面电阻率和体积电阻率，导致电荷容易在其表面累积产生静电，进而产生静电危害。高分子材料都为有机聚合物，除含卤素原子的聚合物，如PVC，未添加阻燃剂的聚合物一般都比较容易燃烧产生火灾危害。高分子材料的易燃和易起静电的缺点，阻碍了它们在一些领域的应用。特别是应用在精密电子、航空、军工等行业的高分子材料，对阻燃和抗静电性能要求更高。向高分子材料中加入阻燃剂和抗静电剂，能够克服高分子材料易燃和易起静电的缺点。 

阻燃剂是一类以物理方式或化学方式在固相、液相或气相中发挥作用(如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应等)在燃烧过程的某个特定阶段如加热、分解、引燃或火焰的扩张阶段抑制甚至中断燃烧过程，从而赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂。阻燃剂按使用方式不同，可分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。其中添加型阻燃剂使用方便，占据着主导地位。阻燃剂按其化学组成，大致可分为卤系阻燃剂和非卤系阻燃剂。在过去一段时间，卤系阻燃剂占阻燃剂市场的绝大部分。由于卤系阻燃剂能同时在气相及凝聚相起作用，添加量很少就可赋予材料良好阻燃性，所以应用极为广泛，但是卤系阻燃剂会降低基材抗紫外线的稳定性，燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和有毒气体。在火灾发生时，这些有毒气体会产生更大的危害。1986年瑞士研究机构发现卤系阻燃剂的二噁英问题，引起了人们的极大关注。发展无卤、低烟、低毒、高耐热性的环保阻燃剂成为科学家们研究的热点。在各类阻燃剂中，磷系阻燃剂，特别是有机磷系阻燃剂大都具有低烟、无毒、低卤等优点，成为研究的热点。

使用抗静电剂是消除高分子材料静电危害的主要手段。抗静电剂主要是表面活性剂，按使用方法的不同，可分为外涂型抗静电剂和内添型抗静电剂。外涂型抗静电剂是一种暂时性的抗静电方法，抗静电剂通过喷涂等方法涂敷在高分子材料表面。这种抗静电剂见效快，使用方便，但是容易因摩擦、洗涤脱落。内添型抗静电剂是在塑料成型前将其加入，混合后再成型加工。这种抗静电剂效果持久，应用广泛，是主要的抗静电剂类型。按抗静电剂的结构不同，可以分为阳离子型抗静电剂、阴离子型抗静电剂、两性型抗静电剂、非离子型抗静电剂和高分子永久型抗静电剂。其中高分子永久型抗静电剂能够克服了小分子型抗静电剂的抗静电效果不持久和受环境湿度影响大的缺点，且符合抗静电剂的耐热、耐久、功能性强、适用性广的发展趋势，成为人们研究的热点。

有机磷系阻燃剂和高分子永久性抗静电剂分别是阻燃剂和抗静电剂研究的热点，它们都具很高的应用价值。本发明化合物是由有机磷系阻燃单体和聚醚型抗静电单体聚合而成的一种高分子型阻燃抗静电助剂，具有很广的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种高分子阻燃抗静电剂及合成方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种高分子阻燃抗静电剂，其特征在于：其结构如下：

；

其中， R₁为C₆~C₂₀的烷基，X=5~20，R₂为H或者甲基；R₃为H、CH₃、K、Na中的一种。

一种高分子阻燃抗静电剂的合成方法，包括以下步骤：当R₂为H或者甲基、R₃为H或者甲基时，将阻燃单体FR、抗静电单体AS、分子式如（I）所示的物质在无氧条件下于水中进行自由基聚合反应即可；当R₂为H或者甲基、R₃为碱金属或碱土金属离子时，将阻燃单体FR、抗静电单体AS、分子式如（II）所示的物质在无氧条件下于水中进行自由基聚合反应，然后再将得到的产物与碱金属或碱土金属的氢氧化物或盐反应即可

所述的阻燃单体FR、抗静电单体AS、分子式如（I）或（II）所示的物质的摩尔比为2:(1-10):(0-10)。

反应的温度为70-75℃。

所述的无氧条件为保护气氛环境。

本发明的有益效果是：1、本发明化合物是一种同时具有阻燃功能和抗静电功能的高分子化合物。起阻燃作用的是低毒，低烟的有机磷酸酯，起抗静电作用的聚醚型高分子永久抗静电剂。同时有机磷酸酯不仅具有阻燃作用而且具有抗静电作用，所以本发明化合物具有很好的阻燃静电功能。