[发明专利]一种星型结构含氟磷腈类流动改性剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种星型结构含氟磷腈类流动改性剂及其制备方法与应用；该制备方法是先将六氯环三磷腈、尼泊金甲酯溶解，加热加入碳酸钾，继续反应，冷却、抽滤、干燥，得到固体产物六‑(4‑甲酯基‑苯氧基)‑环三磷腈；所得产物与甲醇混合，再加入去离子水反应得到六‑(4‑羧基‑苯氧基)‑环三磷腈；所得产物溶解后，升温至80～90℃反应，加入溶剂、氟醇、4‑二甲氨基吡啶和三乙胺后反应；抽滤、干燥，得到星型结构含氟磷腈类流动改性剂。与现有助剂相比，添加星型结构含氟磷腈类流动改性剂后，体系的平衡扭矩下降了11.3％，复合材料的缺口冲击强度提高了21.4％，复合材料的极限氧指数从59.4％提升到65.8％。

技术领域

本发明涉及一种流动改性剂，特别是涉及一种星型结构含氟磷腈类流动改性剂及其制备方法与应用，该流动改性剂用于改善无机粒子高填充聚烯烃类共混体系加工流动性能、复合材料韧性以及阻燃性能。

背景技术

聚烯烃类如聚乙烯、聚丙烯的阻燃、导热等性能通常需要添加高达50wt％以上的无机粒子如氢氧化镁、氢氧化铝、三氧化二铝、碳化硅等来实现，当无机粒子的填充量如此高时，颗粒之间间距变小，颗粒聚集的可能性增大，即填充颗粒在聚烯烃基体中会发生较为明显的团聚。此时，填充颗粒与颗粒之间的相互作用力将占据主导作用。填充颗粒之间的恒定摩擦阻力导致能量耗散，使得体系的粘度增大，造成共混过程中加工流动性能显著下降，其生产一直被视作为“耗能耗时”的过程，工业化生产效率低下。此外，团聚颗粒的形成，也会造成所得复合材料最终力学性能降低，特别是韧性降低显著。

低分子量的液态聚二甲基硅氧烷对无机粒子填充聚烯烃类共混体系具有良好的润滑作用，常用来改善该类体系的加工流动性能。中国发明专利CN102505496A公开了一种侧基含长链烷基以及环氧基聚硅氧烷的功能助剂，其在无机粒子填充改性聚烯烃体系中起到一定的润滑分散与耐刮擦作用，但该助剂在室温下为液态，加工过程中不易准确称量与添加，很大程度地限制了其应用。

具有较低表面能的含氟加工助剂更倾向于分布在填充颗粒与基体的界面处，改善填料颗粒在聚烯烃基体中的分散性，起到流动改性作用。Cao Bo等人(Simultaneousimprovement of processability and toughness of highly filled MH/LLDPEcomposites by using fluorine-containing flow modifiers.Composites Part A:Applied Science and Manufacturing,2020,134)将甲基丙烯酸甲酯与甲基丙烯酸六氟丁酯通过自由基乳液聚合制备的无规共聚物(PMFs)用于80wt％氢氧化镁填充改性线性低密度聚乙烯共混体系中，其对体系的加工流动性能、所形成复合材料的韧性有提高，然而，该流动改性剂采用自由基乳液聚合，分子量较大(分子量为十几万)，且分子结构中无阻燃元素，因此其对体系的加工流动性能提高有限，且对复合材料的阻燃性能基本无改善作用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种在大量无机粒子填充改性聚烯烃类共混体系中具有分散无机粒子、提高体系加工流动性能、改善复合材料韧性及阻燃性能的星型结构含氟磷腈类流动改性剂及其制备方法。

本发明的另一目的在于提供该种星型结构含氟磷腈类流动改性剂在无机粒子高填充聚烯烃类共混体系中的应用。

本发明目的通过如下技术方案实现：

一种星型结构含氟磷腈类流动改性剂，结构式为：

其中，R₁为-CH₂-CF₃、-CH₂-CH₂-CF₂-CF₃、

所述的星型结构含氟磷腈类流动改性剂的制备方法，包括以下步骤：