[发明专利]一种聚四溴双酚A膦腈阻燃剂、树脂基复合材料

说明书

本发明公开了聚四溴双酚A膦腈阻燃剂，所述阻燃剂由六氯环三膦腈与四溴双酚A制备而成，所述阻燃剂具有更好的阻燃效果和协同效果。本发明还提供了一种树脂基复合材料，其原料按质量份数计包括：聚合物树脂20‑60份、增强纤维20‑58份、低收缩率添加剂1.5‑4份、聚四溴双酚A膦腈阻燃剂1‑4份、内脱模剂0.5‑1.5份、抗氧剂1‑3份及引发剂2‑6份。本发明所述的树脂基复合材料兼具轻质高强、耐腐蚀、抗老化、防火阻燃效果，且所述树脂基复合材料可应用在光伏支架行业，包括但不限于制作固定式、跟踪式、屋面式太阳能支架的地桩、立柱、横纵梁、辐条等各部件。

技术领域

本发明属于复合材料领域，具体涉及一种可用作光伏支架的树脂基复合材料。

背景技术

随着全球温室效应的加剧，二氧化碳排放日益受到严格管控，太阳能作为一种无污染、可再生的清洁能源，当前越来越被世界各国青睐。据国家能源局统计，截至2020年底，中国光伏装机总规模已近2.5亿千瓦，仍存在巨大缺口。可以预见，未来10年光伏产业将迎来空前发展机遇。

现阶段光伏支架常用材质多为热浸/镀锌碳钢、不锈钢与铝合金。不锈钢、浸/镀锌碳钢比重大，耐腐蚀性差，在道路不通的山区或西南岛礁等强盐碱环境新装人力成本高，后期除锈防锈工作量大；铝合金密度轻，但机械强度相对较低，且价格偏贵(不锈钢、 铝合金在高湿热、高盐雾等苛刻工况下同样易发生电化学腐蚀)。近年来，业界已逐步 考虑选用轻质耐腐的复合材料作为替代或补充，但过多集中于支架的结构设计，以及高 分子与其他助剂的简单复合，如在树脂基中添加增强纤维、低收缩率添加剂、内脱模剂、 抗氧剂、防老剂等。其中，增强纤维能有效提升材料强度，低收缩率添加剂能降低树脂 固化阶段的收缩率，内脱模剂利于脱模，抗氧剂和防老剂则能延缓材料在加工成型和使 用过程中的光热老化；但因各助剂之间以及树脂与助剂之间分子结构及物理化学属性的 差异，往往存在或强或弱的抵触甚至破坏作用，使得现有的光伏支架复合材料很难兼具 轻质高强、耐腐蚀、抗老化、防火阻燃等多重效果，如专利CN106882339A、 CN203192806U、CN205675191U、CN205945603U、CN210986003U、CN104393826B、 CN205986729U分别提供了一种光伏支架的组合方案，具体性能与耐老化寿命不得而知。 CN106589592A、CN109021436A、CN110527239A、CN110591251A则分别公开了一类 树脂基复合材料，其综合强度可能难以达到光伏支架的标准要求。故此，很有必要研制 一种力学及耐环境性能优异且聚合物与助剂之间兼容性好、助剂之间能相互协同的树脂 基光伏支架复合材料。

发明内容

针对现有技术不足，本发明解决的技术问题是，提供一种具有更好阻燃效果的聚四溴双酚A膦腈阻燃剂和一种兼具轻质高强、耐腐蚀、抗老化、防火阻燃的树脂基复合 材料。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种聚四溴双酚A膦腈阻燃剂，所述聚四溴双酚A膦腈阻燃剂由以下方法制备而成：

S1：六氯环三膦腈在无氧无水环境下250-260℃熔融开环反应24-36hr，再以非极性 溶剂洗涤去除小分子单体残留后获得中间产物A(浅白色线形聚二氯膦腈)；

S2：将四溴双酚A粉末在0-5℃下加入到溶解有中间产物A的烃基苯溶液中，同时缓慢滴加三乙胺缚酸剂，先在冰水浴中反应4-6hr，再于室温下继续反应15-20hr，最后 经一系列洗涤、干燥处理后得到具有如下结构、数均分子量不高于30000的聚四溴双酚 A膦腈。

(R¹₂P＝N)_x(R¹R²P＝N)_y(R²₂P＝N)_z

式中，R¹为四溴双酚A基团，R²为羟基，x、y、z分别为正整数。