[发明专利]阻燃剂、制备方法及其热塑性组合物

说明书

技术领域

本公开内容涉及新型的糖基阻燃组合物和包含其的制品，以及使用其降低热塑性聚合物的阻燃性的方法。

背景技术

在电子工业中，越来越多的金属部件由于聚合物部件重量轻和其它有利的性能而被聚合物部件取代。然而，限制聚合物部件的甚至更广泛用途的一个缺点是它们的固有易燃性。为了解决这个问题，已经开发了各种类型的阻燃剂用于聚合物材料。

对于向聚合物材料中加入已知的卤化阻燃剂进行了广泛的研究，然而，卤化阻燃剂在制造、回收和处理期间引起环境污染，并且在燃烧期间产生有毒和有害气体，因此，卤化阻燃剂逐渐被无卤阻燃剂取代。无卤阻燃剂特别是含磷阻燃剂已经广泛用于聚合物材料中，特别是在聚酯和聚酰胺中。

含磷阻燃剂包括覆盖宽泛的具有不同氧化态的磷化合物范围的有机和无机材料，诸如磷酸盐、膦酸盐和次膦酸盐以及红磷。其中，有机金属次膦酸盐(或有机磷金属盐)非常适合于玻璃纤维增强的聚酰胺和聚酯。例如，在美国专利6,534,673中公开的Exolit OP1230，二乙基次膦酸铝可应用于解决平衡阻燃性能以及物理和电性能的高温聚酰胺中。

已知聚合物基含磷阻燃剂用于增强与聚合物的相容性和可加工性。也已经努力通过掺入9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(以下缩写为DOPO，CAS No.35948-25-5)或其衍生物来合成新的聚合物。例如，在美国专利公开US2010/0181696中公开了含有DOPO的聚酯(式A)，其具有大于20,000g/mol的分子量M_n。

美国专利8,236,881也公开了许多含有DOPO的加合物，包括非聚合物分子。例如，DOPO与式B的丙烯酸酯的加合物，其中R′表示多羟基醇如乙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇或二季戊四醇的酯基，并且y为2至6的数。

目前，仍然需要具有高阻燃性、对于与宽范围的热塑性聚合物混合的熔体具有热稳定性的新型无卤阻燃剂。优选地，所述新型无卤阻燃剂衍生自可再生来源的物质，并且可通过环境友好的方法制造。

发明内容

本发明提供了式1的新型化合物，其可用作聚合物材料的阻燃剂：

其中

G-(OH)_m是二糖或C₁₂糖醇，其每分子具有至少一个葡萄糖或一个果糖单元；

R¹为H或CH₃；

R²为H或CH₃；

m为6至9范围内的整数；并且

n为2至9范围内的整数。

本发明还提供了一种用于制备式1的化合物的方法，该方法包括：

i)形成包含式2的有机磷化合物、式3的多元醇和碱的反应混合物，

其中

R¹为H或CH₃；

R²为H或CH₃；并且

R³为H或C₁-C₄烷基；

多元醇是二糖或C12糖醇，其每分子具有至少一个葡萄糖或一个果糖单元；并且

m为6至9范围内的整数；

ii)在125-230℃和0.01-100毫巴的压力下加热反应混合物8-24小时；

以及

iii)分离式1的化合物的混合物。

本发明还提供了具有改善的阻燃性的热塑性组合物，该热塑性组合物包含：

a)80-99.9重量％的热塑性聚合物，和

b)0.1-20重量％的式1的化合物，

其中％是基于热塑性组合物的总重量计的。

本文还提供涉及包含或由上述热塑性组合物制备的制品。

此外，本发明提供了一种用于改善热塑性聚合物的阻燃性的方法，该方法包括：将由式1的化合物组成的阻燃剂加入热塑性聚合物中。

具体实施方式

除非另行指出，本文所提及的所有公布、专利申请、专利和其它参考文献均全文以引用方式明确地并入本文以适于所有目的，如同被完全描述一样。

除非另外定义，否则本文所用的所有技术和科学术语的含义均与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的一样。如发生矛盾，以本说明书及其所包括的定义为准。