[发明专利]苯乙烯膦酸固化剂、合成方法及应用

说明书

本发明提供苯乙烯膦酸固化剂、合成方法及应用，本发明将膦酸酯基团作为阻燃基团通过耦合反应形成C‑P键合成苯乙烯膦酸酯，不影响其作为不饱和聚酯树脂交联剂的交联性能，还增强了交联后树脂阻燃性能；本发明所采用的苯乙烯膦酸酯的沸点远高于苯乙烯，蒸气压远低于苯乙烯，使得苯乙烯膦酸酯的挥发性大大低于苯乙烯。在使用过程中，苯乙烯膦酸酯不会有大量的挥发产生，环境污染小；本发明所提供的苯乙烯膦酸酯交联剂的合成工艺难度与成本远远小于在不饱和聚酯分子中引入膦酸基团，且适用于多种树脂的交联，应用范围广、成本低、生产效率高、市场化前景广阔。

技术领域

本发明涉及苯乙烯膦酸固化剂、合成方法及应用。

背景技术

不饱和聚酯树脂因其低成本、良好加工性能的优势而受到广泛应用。不饱和聚酯的分子内含由大量的碳氢氧链段，因此在高温下易遇火燃烧。若在不饱和聚酯中添加阻燃剂，则可改善其阻燃性能，降低易燃性。

不饱和聚酯树脂是由含不饱和双键的线性低聚物和交联剂单体组成。选择含有阻燃元素的材料作为部分的合成原料，通过共价键的强作用力固定在分子链中，对树脂材料的性能影响较小，且阻燃元素不会析出而降低树脂的阻燃性能。

目前大量文献报道的是在低聚物合成过程中混入阻燃剂，在交联剂单体中引入阻燃元素的文献资料比较少见。专利文献CN102181015A公开了一种反应型无卤阻燃不饱和聚酯树脂的合成方法，将磷系阻燃剂2-羧乙基苯基次膦酸、苯基羟甲基次膦酸、苯膦酸二间苯二酚酯和硅系阻燃剂二苯二羟硅烷、二羟二甲基硅烷、苯基甲基二羟硅烷与二元醇混合后制得预聚物，再用预聚物制备反应型无卤阻燃不饱和聚酯树脂。这种方法制备的不饱和聚酯阻燃性能好，但工艺较为复杂，阻燃单体的合成步骤多成本高，不利于大规模商业化应用。

不饱和树脂在实际应用中，使用最多的交联剂即是苯乙烯，其作为交联剂，共聚反应活性高；也可作为稀释剂，使树脂固化速度快、黏度低，有助于提升产品质量。但苯乙烯的挥发性太大，使用过程中易对环境产生较大污染。

发明内容

本发明第一个目的在于，针对现有技术中存在不足，提供苯乙烯膦酸固化剂。

为此，本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

苯乙烯膦酸固化剂，所述苯乙烯膦酸固化剂的结构式为：

其中：R为H或者CH₃或者CH₂CH₃或者CH₂CH₂CH₃。

本发明第二个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供苯乙烯膦酸固化剂的合成方法。

为此，本发明的上述目的通过以下技术方案实现：

苯乙烯膦酸固化剂的合成方法，所述苯乙烯膦酸固化剂的合成方法包括：乙烯基苯硼酸或者乙烯基苯硼酸的衍生物与亚膦酸二乙酯在氧化亚铜、邻菲罗啉配体和三乙胺的共同催化下，于溶剂中10～35℃下反应12～36h生成苯乙烯膦酸固化剂。

在采用上述技术方案的同时，本发明还可以采用或者组合采用如下技术方案：

作为本发明的优选技术方案：所述乙烯基苯硼酸优选为4-乙烯基苯硼酸，所述乙烯基苯硼酸的衍生物优选为4-α-甲基乙烯基苯硼酸。

作为本发明的优选技术方案：所述合成方法的反应液以乙酸乙酯：石油醚＝1:0.5～5作为洗脱剂进行分离。

本发明第三个目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供苯乙烯膦酸固化剂组合物。

为此，本发明的上述目的通过以下技术方案实现：