[发明专利]磷共聚物、其制备方法、包含其的阻燃热塑性树脂组合物和模制品

说明书

技术领域

本发明涉及磷共聚物、其制备方法和包含其的阻燃热塑性树脂组合物。更具体地，本发明涉及包含膦酸酯单元和磷酸酯单元并表现出优异的阻燃性和耐热性的磷共聚物，其制备方法，使用其作为阻燃剂并在阻燃性、耐热性、和透明度方面表现出优异性能的生态友好的阻燃热塑性树脂组合物，和由该树脂组合物形成的模制品。 

背景技术

随着对环境问题关注的增加，全球已经逐渐加强了与现存卤素阻燃剂有关的规章条例。因而，已经进行了积极的研究以开发非卤素阻燃剂，特别是磷阻燃剂。在该领域中，磷酸酯是最广泛使用的磷阻燃剂，并且主要使用单分子型磷阻燃剂，如磷酸三苯酯和间苯二酚双酚磷酸酯。然而，这种单分子型磷阻燃剂具有低分子量，并且在模塑成型之时会在高温下挥发，在塑料的外观方面引起劣化。此外，在产品的使用中，单分子型磷阻燃剂可能会逸入环境，造成环境污染。因此，能够克服这些问题的可聚合磷阻燃剂已经引起了注意。在阻燃性、机械性能、耐热性、以及透明度方面，聚合的聚膦酸酯优于单分子型磷阻燃剂，从而适于需要这些性质的各种热塑性树脂。 

然而，当将聚膦酸酯应用于热塑性树脂时，本领域开发的聚膦酸酯在冲击强度、耐热性、和外观方面令人不满意，并且归因于它们的结构特性， 它们可以使热塑性树脂分解，引起性能劣化。此外，现有的聚膦酸酯具有与树脂之间不足的相容性，并且具有较差的可分散性。 

发明内容

本发明的方面提供包括膦酸酯单元和磷酸酯单元并表现出优异阻燃性和耐热性的磷共聚物，其制备方法，使用该磷共聚物作为阻燃剂并在阻燃性、耐热性、以及透明度方面表现出优异性能的生态友好的阻燃热塑性树脂组合物，以及由该树脂组合物形成的模制品。 

本发明的个方面涉及磷共聚物。该磷共聚物包含由式1表示的重复单元： 

其中，A各自独立地是单键、C₁至C₅亚烷基、C₁至C₅烷叉基、C₅至C₆环烷叉基、-S-、或-SO₂-；R₁和R₂各自独立地是取代或未取代的C₁至C₆烷基、或是取代或未取代的C₆至C₂₀芳基；R₃和R₄各自独立地是取代或未取代的C₁至C₆烷基、取代或未取代的C₃至C₆环烷基、取代或未取代的C₆至C₁₂芳基、或是卤素原子；a和b各自独立地是从0至4的整数；并且m和n各自独立地是从1至500的整数。 

在个实施方式中，m重复单元与n重复单元的比例(m：n)可以是1：01至10。 

在个实施方式中，磷共聚物可以具有从1,000g／mol至50,000g/mol的重均分子量。 

在个实施方式中，磷共聚物可以具有从60℃至200℃的玻璃转化温度。 

本发明的另个方面涉及用于制备磷共聚物的方法。该方法包括：使由式2表示的膦酰二氯化合物、由式3表示的二氯磷酸酯化合物、和由式4表示的二元醇化合物反应。 

在式2至4中，A、R₁、R₂、R₃、R₄、a、和b与在式1中所限定的相同。 

在个实施方式中，1重量当量的由式2表示的膦酰二氯化合物和由式3表示的二氯磷酸酯化合物可以与0.5重量当量至2重量当量的由式4表示的二元醇化合物反应。 

在一个实施方式中，由式2表示的膦酰二氯化合物与由式3表示的二氯磷酸酯化合物的摩尔比可以是1：0.1至10。 

本发明的进一步的方面涉及阻燃热塑性树脂组合物。阻燃热塑性树脂组合物包含热塑性树脂、和包含由式1表示的重复单元的磷共聚物。 

在一个实施方式中，基于100重量份的热塑性树脂，磷共聚物可以以0.1重量份至40重量份的量存在。 

在一个实施方式中，热塑性树脂可以包括芳族乙烯基树脂、聚苯醚树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯酸类树脂、聚酰胺树脂、和聚烯烃树脂中的至少一种。 

热塑性树脂可以包含按重量计50％(wt％)至99wt％的芳族乙烯基树脂、和1wt％至50wt％的聚苯醚树脂。