[发明专利]一种含有氮、硫协同阻燃材料的聚芳醚酮及其合成方法

说明书

本发明公开了一种含有氮、硫协同阻燃材料的聚芳醚酮及其合成方法。该方法将含甲基双酚、二元酚、二氟二苯酮与催化剂按摩尔比为x：(1～x)：1：(1.2～2)置于溶剂中，在N₂气中先于130～150℃反应1～5h，再于150～175℃反应3～20h，得含甲基取代聚芳醚酮。所得的聚芳醚酮经N‑溴代丁二酰亚胺溴甲基化得含溴甲基化聚芳醚酮聚合物，含溴甲基化聚芳醚酮聚合物与5‑巯基‑1‑甲基四唑反应合成含有氮、硫协同阻燃材料的聚芳醚酮聚合物。本方法简便易行，在聚合反应中用弱碱成盐，合成含有氮、硫协同阻燃材料的聚芳醚酮电缆料树脂。采用本发明上述方法制作的电缆料树脂，具有强度较高、高耐磨、高耐油、电绝缘性好，且具有低烟、无污染、无卤阻燃等特性，非常适合超薄壁电缆挤出，能满足超薄壁绝缘电缆的加工工艺及产品技术要求，生产方便，具有良好的经济效益及推广价值。

技术领域

本发明涉及一种含有氮、硫协同阻燃材料的聚芳醚酮，具体涉及一种含有氮、硫协同阻燃材料的聚芳醚酮树脂及其合成方法。

背景技术

随着电力电缆应用的范围越来越广，不同使用环境有不同要求，如，耐高温、耐低温、耐油、抗撕裂、阻燃等。特别是在使用条件特殊、应用环境复杂的情况下，特种电缆的需求日显突出，对电缆的可靠性、耐用性提出了更高的要求。我国高速铁路及城市轨道交通装备发展迅速，制造企业对高铁及城轨装备用电缆的要求向着超薄壁、高耐温、高耐油、高阻燃方向发展。普通薄壁电缆的绝缘壁厚度在0.3mm以上，而高速铁路及城市轨道交通装备所需的超薄壁绝缘电缆绝缘壁厚要求为0.18mm。目前，电缆行业生产薄壁电缆的主要绝缘材料是交联聚烯烃，由于该电缆料中含有较多的阻燃剂，绝缘电阻较小，电缆容易被击穿，而且电缆的物理机械性能存在诸多不足，绝缘壁不能实现超薄，难以满足制造企业的需要。因此，生产高耐温、高耐油、高阻燃的超薄壁绝缘电缆的一个关键技术就是研究合适的电缆料。

氮系阻燃剂是一类新型的无卤阻燃剂，具有无卤、低毒、低烟、无腐蚀，分解吸热能生成不燃性气体、对热和紫外线稳定，成本低等优点。开发具有含氮量高、热稳定性好、高温分散型及聚合物相匹配的氮系阻燃剂已经成为当前一个重要课题。

高聚型有机膦阻燃剂具有：分子量大、含磷量高、与材料的相容性好、迁移性小、加工性能好、阻燃性能优异等优点，含硫和磷两种阻燃元素的阻燃剂比单独含磷元素的阻燃剂有更好的阻燃效果。基于以上优点考虑，本论文合成出一系列产物，其分子结构中含有协同阻燃的硫和多磷元素，硫原子的引入加强了酸源和气源，加速了基体碳化从而达到阻燃目的，进而增强了阻燃效果。同时结构中还含有稳定的芳膦键，使得阻燃基体在受热的过程中很容易形成致密而均匀的聚磷酸保护膜。本论文研究合成的一系列含硫有机膦阻燃剂，具有结构新颖、含磷量高、与材料的相容性好、阻燃性能优异、加工性能好等特点，是目前阻燃剂研究领域的一个崭新课题。

多元素协同型有机氮、硫阻燃剂由于赋予材料更好的加工性能，将含氮、硫阻燃剂以高聚物单体的形式，或作为取代基单体参与高聚物的化学反应，反应后成为高聚物结构的一部分，从而使材料达到阻燃目的。具有工艺简单、品种多、应用范围广等优点，使用的过程中也解决了阻燃材料与基材的相容性、分散性、界面性等问题。

聚芳醚酮是一类高性能工程塑料，具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性。将含氮、硫阻燃剂通过亲核取代反应引入到聚芳醚酮侧链中制备含氮、硫阻燃材料聚芳醚酮新品种，该类树脂同时具有聚芳醚酮耐高温、耐腐蚀、耐辐射和阻燃的优点。氮、硫能与活性铜原子或铜离子发生一种化学吸附作用，或进而发生螯合作用从而形成一层致密而牢固的维护膜，使铜材设备得到良好的维护。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种简便易行的含有氮、硫协同阻燃材料的聚芳醚酮的合成方法。

本发明通过如下技术方案实现：

一种含有氮、硫协同阻燃材料的聚芳醚酮，其特征在于结构为：