[发明专利]一种有机磷系共聚阻燃聚酰胺组合物及其制备方法

说明书

本发明公开一种有机磷系共聚阻燃聚酰胺组合物及其制备方法。本发明的有机磷系共聚阻燃聚酰胺组合物包括式(1)所示的有机磷系共聚阻燃聚酰胺和和相对于有机磷系共聚阻燃聚酰胺的0.1‑10wt％的无机纳米材料。本发明制备出的有机磷系共聚阻燃聚酰胺组合物，反应阻燃剂的添加量小，制备过程中粘度可控，得到的产物力学性能优良、防熔滴效果显著、阻燃性能出色。

本案为申请号201610933535.3、发明名称“一种有机磷系共聚阻燃聚酰胺组合物及其制备方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明属于阻燃高分子合成技术领域，涉及一种共聚阻燃聚酰胺组合物及其制备方法，特别涉及一种含磷反应型阻燃剂共聚嵌入聚酰胺分子链的高分子材料组合物及其制备方法。

背景技术

聚酰胺因具有优良的性能，如高强、耐热、耐磨、耐溶剂等，广泛用于建筑、化工、交通和军事等领域。然而聚酰胺本身并不具有阻燃性，可能会引起或者加重火灾。因此，如何改性制备出具有良好阻燃性能的聚酰胺一直被行业人员研究。

通常有两种方式可以改性得到阻燃聚酰胺材料：一种是加入反应型阻燃剂，在尼龙共聚过程中引入具有阻燃活性的官能团；另一种是在聚酰胺聚合后，加入添加型阻燃剂以及相关协效阻燃剂，共混加工。其中后者物理共混的方式会受到分散性、相容性、界面性等因素的影响，而前者由于发生的是化学反应，不存在这些问题。此外要达到一定的阻燃性，使用添加型阻燃剂的用量会较大，从而造成力学性能和电学性能的较大损害，限制了其应用。而反应型阻燃剂可以很好解决这些问题，其分子结构共聚入聚酰胺分子主链，不存在挥发、迁移、渗出等问题，能够在材料使用寿命内提供可靠的阻燃性能。

目前，常用的阻燃剂主要有卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、无机填料型阻燃剂等。其中前几种都可以作为反应型阻燃剂。含卤阻燃剂以其高效的阻燃性能曾被广泛应用到高聚物的阻燃材料，但是由于其燃烧过程中会产生有毒气体和烟雾，对环境和人体都有危害，逐渐被限制使用。磷系阻燃剂，尤其有机磷系阻燃剂很有前景代替含卤阻燃剂。磷系阻燃剂可以同时在凝聚相和气相起作用，其阻燃机理是阻燃剂在燃烧过程中会产生磷酸及聚磷酸等产物，促进聚合物脱水和炭化，并形成玻璃状的保护层，阻止凝聚相与气相间的热量与物质传递。含磷阻燃剂的燃烧过程不会产生有毒有害气体，生烟量也较少，具有较好的阻燃效果。尤其反应型磷系阻燃剂可通过聚合的方式，进入需要阻燃的高分子材料分子主链中，不迁移、不渗出且长期有效。

公开号为CN104231262A的专利公开了一种有机磷共聚阻燃聚酰胺的制备方法，步骤为：(1)预先将阻燃单体与二胺类单体反应，制备预聚体；(2)将聚合单体、催化剂以及所述预聚体按照一定顺序加入反应釜。此专利中所用阻燃剂为或者以之基体的衍生物；其中所述R₁和R₂均为1-10个碳原子的亚烷基；或R₁和R₂中的任一个为H；X₁、X₂为H或者1-4个可取代苯环上H的卤素。该发明中得到的共聚制品阻燃等级可达到UL94V-0级别，极限氧指数大幅提高，最低值可达32，最高值可达45。

公开号为CN104262619A的专利涉及一种含磷阻燃聚酰胺及其制备方法与应用。制备方法包括：(1)用于阻燃的次磷酸盐与二元胺进行预缩聚反应生成低聚物；(2)将低聚物与二元羧酸盐在氮气气氛下进行预缩聚反应，获得预聚物；(3)两次预缩聚反应后，将温度升高，使气压降至常压；(4)将温度升高，抽气至真空，出料得到阻燃聚酰胺材料。此专利中所用阻燃剂为

其中R₁和R₂为直链、支化或环状的C₁-C₁₅亚烷基、C₆-C₁₅亚芳基或芳亚烷基；M为金属元素，当a为1时，M为锂、钠或钾；当a为2时，M为钙或镁。本发明中，随着磷含量达到0.48％以上时，阻燃聚酰胺能够通过UL-94V-0级别，LOI值也有明显提高。