[发明专利]一种有机硅/苯氧基磷腈高分子共聚物及制备方法和应用

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，公开了一种有机硅/苯氧基磷腈高分子共聚物及制备方法和应用。本发明的制备方法包括线形含氯聚磷腈、含氯的有机硅低聚物与双酚A二钠盐发生亲核取代反应，制得有机硅/苯氧基磷腈高分子共聚物。本发明还公开了有机硅/苯氧基磷腈高分子共聚物在制备改性塑料中的应用。本发明制得的有机硅/苯氧基磷腈高分子共聚物热稳定性高、与塑料相容性好、阻燃效率高。将其应用于改性塑料领域可以减少阻燃剂的相对用量，降低成本。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种有机硅/苯氧基磷腈高分子共聚物及制备方法和应用。

背景技术

磷腈聚合物是以P、N交替排列，单双键交替出现为主链结构的一类新型无机-有机高聚物。聚磷腈高分子材料具有不寻常的柔顺性、高耐温性、阻燃性，较高的氧指数、低烟释放性、耐强酸、强碱和其他腐蚀性化学品。该类聚合物可广泛用于：生物医学材料、光化学材料、抗蚀材料、有机金属化学材料、各种分离膜、液晶材料、非线性光学材料、光致变色材料、催化剂、电导材料、杂化材料、含有有机硅基体材料、陶瓷材料、压电材料、摩擦技术、电致变色材料、全息技术等领域。

同时，由于苯氧基聚磷腈主链骨架中含有P和N，支链中含有苯氧基，在燃烧时这种结构可以促进聚合物炭层结构的产生，生成的膨胀炭层阻止氧气和热量的传递，保护基体免遭进一步的破坏。这种特殊的结构赋予其优异的阻燃性能，聚磷腈具有较高的氧指数、烟雾低释放性。该类高分子材料已成功应用于结构塑料、涂料、耐高温黏合剂及层压材料等方面。但由于聚磷腈自身的熔点较低，耐热性差，在改性塑料加工时，较低的熔点为后续加工带来了难题，增加了工艺难度，同时由于其自身的原因，与塑料的相容性差，添加后对塑料本身性能的影响较大，限制了其在改性塑料领域的进一步应用。

因此，提供一种磷腈聚合物，不仅具有良好的阻燃作用，同时热稳定性好，与塑料的相容性好，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

为了解决以上问题，本发明提出了一种有机硅/苯氧基磷腈高分子共聚物及其应用方法。通过有机硅的引入，与聚磷腈分子中的氮、磷、氧、苯环协同作用，在提高其阻燃效率的同时，又解决了其热稳定性低、与塑料的相容性差的缺点，具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的之一在于，提供一种有机硅/苯氧基磷腈高分子共聚物的制备方法，采用该方法制成的有机硅/苯氧基磷腈高分子共聚物可以在提高其阻燃效率的同时，解决其热稳定性低、与塑料的相容性差的缺点。

本发明的目的之二在于，提供上述制备方法制成的有机硅/苯氧基磷腈高分子共聚物。

本发明的目的之三在于，提供有机硅/苯氧基磷腈高分子共聚物在制备改性塑料中的应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明所述的一种有机硅/苯氧基磷腈高分子共聚物的制备方法，包括线形含氯聚磷腈、含氯的有机硅低聚物与双酚A二钠盐发生亲核取代反应，制得有机硅/苯氧基磷腈高分子共聚物。

本发明的部分实施方案中，所述含氯的有机硅低聚物结构如式I所示，

，其中R₁、R₂独立地选自氯基、C1-C20的烷氧基、C1-C20的苯氧基或C1-C20的含苯基的烷氧基；R₃为C1-C20的烷基、C1-C20的苯基、或C1-C20的含苯基的烷基。

本发明的部分实施例中，所述含氯的有机硅低聚物为甲基三氯氯硅烷、乙基三氯氯硅烷、或二乙基二氯硅烷。

本发明的部分实施方案中，所述亲核取代反应的温度为70℃～100℃，反应时间为0.5h～6h；