[发明专利]含磷本征阻燃热塑性尼龙弹性体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含磷本征阻燃热塑性尼龙弹性体及其制备方法，所述含磷本征阻燃热塑性尼龙弹性体是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如下结构通式[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如下结构通式[Ⅱ]表示的尼龙弹性体。或该尼龙弹性体为多嵌段共聚物，其不仅含磷反应型阻燃剂经共聚嵌入了热塑性尼龙弹性体的分子链中，可实现低含量下的有效阻燃且持久性好，无迁移问题，还可对其中的软段、硬段和阻燃剂的比例进行调控，在高效阻燃的前提下满足不同应用领域的不同机械性能的需求。其制备方法也简单，原料易得，有利于扩大生产。

技术领域

本发明属于阻燃高分子弹性体及其制备技术领域，具体涉及一种含磷本征阻燃热塑性尼龙弹性体及其制备方法，特别涉及一种含磷反应型阻燃剂共聚嵌入热塑性尼龙弹性体分子链的高分子材料及其制备方法。

背景技术

热塑性尼龙弹性体(Thermoplastic Polyamide Elastomer，TPAE)是一类以聚酰胺作为硬段、聚醚或者聚酯作为软段的典型嵌段共聚物。其中硬段部分主要包括PA6、PA11和PA12，并决定弹性体的硬度、熔点、相对密度、拉伸强度、耐各种有机化学药品等特性；软段部分常选用PEG、PPG、PTMG或者PCL等，赋予材料低温特性、吸湿性、抗静电性、染色性以及对某些化学品的稳定性等特性。软硬段之间的热力学不相容性导致材料微相分离结构的形成，而硬段形成的结晶微区和氢键所起到的物理交联点的作用，赋予产品热塑性与弹性。

相比于苯乙烯类、聚烯烃类、聚氨酯类和聚酯类热塑性弹性体等，热塑性尼龙弹性体是一种新型的弹性体材料。其主要的特点在于保留了聚酰胺树脂的特性，如耐磨性、强韧性、耐化学药品性。同时，兼具优良的弹性和耐寒性能、轻质和优异的耐温性，以及较强的材料可重复性和易于加工成型性等众多优点。正是由于这些独特且优异的理化性能，TPAE已被广泛应用于医疗器械，体育器材，日常生活用品，汽车零部件，以及电子电器产品等。然而，同众多高分子材料一样，TPAE也有其明显的缺点，即自身的易燃性。它很容易被点燃，进而引发火灾并严重威胁人们的生命财产安全。因此，随着防火意识的剧增，设计和制备阻燃TPAE势在必行的。

目前，针对尼龙弹性体易燃的问题，常采用的方式是通过将磷系阻燃剂以熔融共混方式引入到聚合物材料中，从而使其获得阻燃性能。但物理共混的方法往往存在阻燃剂添加量大、与基材相容性较差、阻燃剂易迁移和阻燃持久性较差等问题，且还对聚合物材料本身的力学性能形成严重破坏，甚至影响基材的正常使用等问题。如CN108084433A公开的一种三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)阻燃尼龙1012弹性体及其制备方法，其是直接在聚合过程中加入经靶向纳米增效技术有机处理的MCA，以使阻燃剂更均匀分散在尼龙1012弹性体中，从而实现阻燃的目的。尽管该方法经过靶向纳米增效技术有机处理能够改善阻燃剂相容性较差的问题，但仍难以避免阻燃持久性差和阻燃剂迁移析出的问题。相比之下，共聚阻燃是将阻燃剂作为反应单体之一参与化学反应，使之化学键合到聚合物基材上，从而制得本征阻燃聚合物。这样的一种方式则能够很好的解决阻燃持久性差和阻燃剂迁移析出的问题。同时在达到相同阻燃效率的情况下，相比于物理共混方式，共聚的方式对材料本身的性能影响相对较小，是一种相对理想的阻燃改性方式。但很遗憾的是，到目前为止，还未见有本征阻燃的尼龙弹性体的报道。

发明内容

本发明的目的在于是针对现有技术存在的问题，提供一种含磷本征阻燃热塑性尼龙弹性体，该热塑性尼龙弹性体具有优异的机械性能如较好的拉伸强度，具有优异的加工性能和热稳定性，同时阻燃性能优异。

本发明的另一个目的在于提供上述含磷本征阻燃热塑性尼龙弹性体的制备方法。

本发明提供的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结构通式如下所示：