[发明专利]一种反应型阻燃剂、聚合型阻燃剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种反应型阻燃剂、聚合型阻燃剂及其制备方法和应用，所述反应型阻燃剂可以与被添加体系中的反应性基团反应得到所需的阻燃组分产物；还可以通过所述反应型阻燃剂自聚或共聚得到聚合型阻燃剂直接为高分子材料提供优异的阻燃添加剂，本发明提供的阻燃剂制备工艺简单，节约资源且绿色环保。

技术领域

本发明属于阻燃剂领域，涉及一种反应型阻燃剂、聚合型阻燃剂及其制备方法和应用。

背景技术

传统的阻燃技术一般分为卤素阻燃和无卤素阻燃。

现有技术中，卤素阻燃的方式一般为将含有卤素和反应性基团的分子与其它材料一起反应制得有卤阻燃材料，或使用如十溴二苯乙烷等不含反应基团的卤素阻燃剂直接添加到材料中，达到阻燃的目的。同时，为了提高阻燃效果，还经常需要在阻燃体系中添加三氧化二锑等对生物体有害、对环境不友好的阻燃助剂。含卤阻燃物质在受热分解或燃烧时会产生无降解性或难降解的高毒性二噁英类有机卤素化学物质并积累，污染环境、影响生物体的生长发育以及人类的健康。

传统的无卤阻燃方式一般为向材料体系中大量添加如聚磷酸铵、三聚氰胺氰尿酸盐、焦磷酸哌嗪或2-乙基次磷酸铝类的盐类阻燃剂，和如磷酸三甲酯或磷酸三苯酯类的被欧盟和不少的国家和地区指定为环境物质的磷酸酯类化合物，以及如氢氧化铝或氢氧化镁类的含结晶水的金属氢氧化物的方式来达到阻燃的目的。向阻燃材料体系中需大量添加上述阻燃剂，不仅造成严重的资源浪费，降低或者损害材料的力学性能、耐水性能、耐热性能以及电性能，同时因上述阻燃成分的迁移、析出，会对使用环境和自然环境造成污染，还会对材料的阻燃性能、力学性能以及耐热性能造成进一步损害，添加被指定为环境物质的磷酸酯类阻燃剂直接污染环境和影响人类健康。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种反应型阻燃剂、聚合型阻燃剂及其制备方法和应用，所述反应型阻燃剂可以与被添加体系中的反应性基团反应得到所需的稳定的阻燃组分产物；还可以通过所述反应型阻燃剂自聚或共聚或与其它反应型阻燃剂聚合得到聚合型阻燃剂直接为高分子材料提供优异的阻燃添加剂，本发明提供的阻燃剂制备工艺简单，节约资源且绿色环保。

本发明目的之一在于提供一种反应型阻燃剂，其特征在于，所述反应型阻燃剂的结构如式1所示：

其中，M为金属元素，R、R₁、R₂、R₃以及R₄为满足其化学环境的任意基团，n≥1，R、R₁、R₂、R₃以及R₄中至少一个含有反应性基团，m和q≥0，m+n+q＝1～5。

其中，m可以是0、1、2、3、4或5等，n可以是0、1、2、3、4或5等，q可以是0、1、2、3、4或5等，但并不仅限于所列举的数值，上述各数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明中，提供的反应型阻燃剂，可以通过反应基团直接与被添加体系中的其他反应性基团进行反应，将阻燃剂分子直接引入到体系分子中，增加了阻燃剂与被添加体系的相容性，长期使用不会出现阻燃剂的析出以及迁移问题，阻燃效果稳定；同时该反应型阻燃剂阻燃元素元素含量高，仅需少量添加具备优异的阻燃性能；所述阻燃剂还可以对被添加体系进行改性，提高被添加体系的机械性能。

作为本发明优选的技术方案，所述反应性基团优选的包括羟基、胺基、不饱和基团、羧基、环氧基、酯基、酸酐、异氰酸酯基或氰基中的任意一种或至少两种的组合。

作为本发明优选的技术方案，所述R₁和R₂分别独立地优选的包括H、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的芳香基或取代或未取代的杂芳基中的任意一种或至少两种的组合。