[发明专利]含磷本征阻燃热塑性尼龙弹性体及其制备方法

权利要求书

1.一种含磷本征阻燃热塑性尼龙弹性体，其特征在于该尼龙弹性体的结构通式如下所示：

其中，R表示C₅-C₁₁的直链亚烷基或尼龙盐脱水后的残基；R₁表示C₂-C₁₀的直链亚烷基或亚芳基；R₂表示C₂-C₄的直链亚烷基；A表示含磷二元醇类单体反应后的残基，其为如下所示结构式中的任一种：

G表示含磷二元酰胺盐反应后的残基，其为如下所示结构式中的任一种：

n为5-40，m为5-50，p≥1，x1，y1，该尼龙弹性体的极限氧指数LOI为27~38%，垂直燃烧UL-94等级为V-0级，断裂伸长率为350~952%，拉伸强度为10.52~44.77MPa。

2.一种权利要求1所述含磷本征阻燃热塑性尼龙弹性体的制备方法，该方法中由羧基封端的尼龙预聚物、羟基封端聚醚多元醇和含磷二元醇类单体经熔融共聚反应得到结构通式[Ⅰ]表示的尼龙弹性体或者由羧基封端的含磷尼龙预聚物和羟基封端聚醚多元醇经熔融共聚反应得到结构通式[Ⅱ]表示的尼龙弹性体。

3.根据权利要求2所述的含磷本征阻燃热塑性尼龙弹性体的制备方法，该方法具体的工艺步骤和条件如下：

将羧基封端的尼龙预聚物、羟基封端聚醚多元醇和含磷二元醇类单体以及催化剂加入聚合容器中，于氮气的保护下升温至200-240℃反应1.5-3小时，然后再升温至220-260℃反应1-3小时，最后升温至240-280℃并抽真空到100Pa以下反应2-4小时，即可得到结构通式[Ⅰ]的含磷本征阻燃热塑性尼龙弹性体，其中羧基封端的尼龙预聚物、羟基封端聚醚多元醇和含磷二元醇类单体的用量按摩尔比计为1：（0.65-0.85）：（0.35-0.15），催化剂的用量为羟基封端聚醚多元醇质量的0.4～3.0%。

4.根据权利要求2所述的含磷本征阻燃热塑性尼龙弹性体的制备方法，该方法具体的工艺步骤和条件如下：

将羧基封端的含磷尼龙预聚物、羟基封端聚醚多元醇加入聚合容器中，于氮气的保护下升温至200-240℃，同时加入催化剂并反应1.5-3小时，然后再升温至220-260℃反应1-3小时，最后升温至240-280℃并抽真空到100Pa以下反应2-5小时，即可得到结构通式[Ⅱ]的含磷本征阻燃热塑性尼龙弹性体，其中羟基封端聚醚多元醇的用量与羧基封端的含磷尼龙预聚物的用量按摩尔比计为1：1；催化剂的用量为羟基封端聚醚多元醇质量的0.3～2.0%。

5.根据权利要求2或3所述的含磷本征阻燃热塑性尼龙弹性体的制备方法，该方法中所用的羧基封端的尼龙预聚物是按照这样的方法制备的：将聚合单体、封端剂和引发剂水加入聚合容器中，在氮气的保护下升温至200-240℃反应3-6个小时，然后除去反应后期的水分即可得到羧基封端的尼龙预聚物，其中聚合单体和封端剂的质量之比为5.94-26.32：1，所用引发剂水为聚合单体质量的3～5wt%，所用的聚合单体为己内酰胺、11-氨基十一酸、十二内酰胺、尼龙66盐、尼龙610盐、尼龙612盐或尼龙1010盐中的任一种，且其中己内酰胺和十二内酰胺用作聚合单体时才需要引发剂水的存在，所用的封端剂为己二酸或对苯二甲酸；所用的羟基封端聚醚多元醇选自聚乙二醇、聚丙二醇或者聚四氢呋喃二元醇中的任一种，其数均分子量为400-2000；所用的含磷二元醇类单体为以下结构式中的任一种：

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6.根据权利要求2或4所述的含磷本征阻燃热塑性尼龙弹性体的制备方法，该方法中所用的羧基封端的含磷尼龙预聚物是由如下方法制备的：

将聚合单体、封端剂和阻燃单元加入聚合容器中，在氮气的保护下升温至220-240℃反应4-6小时，然后除去反应后期的水分即可得到羧基封端的含磷尼龙预聚物；其中所用聚合单体和阻燃单元的质量之和与封端剂的质量之比为5.94-26.32：1；所用阻燃单元占聚合单体和阻燃单元的质量之和的5.33～17.50%。

7.根据权利要求6所述的含磷本征阻燃热塑性尼龙弹性体的制备方法，该方法中所用的聚合单体为己内酰胺、11-氨基十一酸、十二内酰胺、尼龙66盐、尼龙610盐、尼龙612盐或尼龙1010盐中的任一种；所用的封端剂为己二酸或对苯二甲酸；所用的阻燃单元为含磷二元酰胺盐，是由含磷二元酸类单体和己二胺反应制备得到，其制备方法如下：

将己二胺在0-10℃下完全溶解于乙醇溶剂中，在搅拌下加入等摩尔量的含磷二元酸类单体，然后升温至60-70℃反应回流2-5小时；再待其冷却过滤，收集固体于80℃真空烘箱干燥24小时；其中所用的含磷二元酸类单体为以下结构式中的任一种：

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