一种含磷阻燃共聚芳酯及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含磷阻燃共聚芳酯及其制备方法，以双酚型单体和含磷双酚单体为原料，与芳香族二甲酰氯采用界面缩聚的方法共缩聚得到含磷共聚芳酯。本发明专利技术制备的含磷阻燃共聚芳酯在DMAc、DMSO、NMP以及氯代烃等极性溶剂中均有良好的溶解性，且特性粘度在0.5dL/g以上，LOI在40％以上，具有良好的溶解性和阻燃性，其在增大阻燃效果的同时，更好的满足聚芳酯材料在加工等方面的要求，拓宽其在工业上的应用领域。域。

【技术实现步骤摘要】
一种含磷阻燃共聚芳酯及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子阻燃材料
，具体涉及一种含磷阻燃共聚芳酯及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着人民生活质量的不断提高，人民在居家、旅行等方面对于安全的重视不断增加，其中对于材料阻燃性能的要求也是日益突出，主要体现在家具用品、汽车、电器等的使用方面；而传统的阻燃材料里含有一定比例的卤素添加剂，来达到阻燃效果；但是这种阻燃材料在燃烧的过程中会产生有毒气体，危害环境以及人民健康。为了解决上述问题，制备一种既可以提高材料热稳定性和溶解性，又可以实现环保的阻燃材料变得尤为重要。
[0003]聚芳酯，英文简称PAR，其分子结构主要是由芳环和酯键构成的。聚芳酯材料因其突出优异的性能，如优异的机械性能、耐有机溶剂腐蚀性等，在机械、电子、航空、航天等领域得到广泛应用。然而，商品化的聚芳酯材料劣势在于热稳定性有限且溶解相对较差，从而限制其许多方面的应用。
[0004]专利技术专利CN102675616A公开了一种含磷聚芳酯的制备方法，是由芳香族含磷双酚和芳香族二甲酸通过熔融缩聚制备，该制备方法采用熔融聚合，需要在高温高真空的反应条件，该方法对反应单体配比要求严格，并且会存在体系粘度过大，物料不均匀，易产生副反应的问题，并且聚合物分子量分布较宽，造成产品的性能不稳定，导致加工成本和设备成本增加，很难实现工业化批量生产。
[0005]专利技术专利CN1110408021A公开了一种高强度耐水解高流动性聚芳酯的制备方法，采用界面聚合的方法，将酰胺结构引入聚芳酯分子链中，改善聚芳酯的流动性；《新型含磷聚芳酯的合成与表征》公开了对苯二甲酰氯、双酚A 和含磷双酚单体DOPO-HQ为原料合成含磷聚芳酯。上述两种制备方法中均未考虑到碱对反应体系的影响，造成聚芳酯分子量偏低，影响聚芳酯产品的最终性能。
[0006]因此仍旧需要对影响聚芳酯分子量的各种因素展开研究，进而得到高分子量、良好溶解性且环保的含磷阻燃共聚芳酯，并提供相应的制备方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供了一种高分子量、良好溶解性且环保的含磷阻燃共聚芳酯。
[0008]本专利技术的另一目的在于提供这种含磷阻燃共聚芳酯的制备方法。
[0009]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下的技术方案：
[0010]一种含磷阻燃共聚芳酯，其特征在于，所述含磷阻燃共聚芳酯的单元结构式为：
[0011][0012]其中X1、X2、Y1、Y2各自独立地，X1选自以下结构中的任一种：
[0013][0014]X2选自中的任一种，其中R1选自
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H，-CH3，-OCH3，中的任一种；
[0015]Y1，Y2选自中的任一种。
[0016]在一个具体的实施方案中，所述含磷阻燃共聚芳酯的聚合度为1～1000。
[0017]本专利技术的另一方面，前述的含磷阻燃共聚芳酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0018](1)将双酚型单体、含磷双酚单体及其衍生物、碱、酸吸收剂、以及相转移催化剂溶于去离子水中，配制成水相溶液；
[0019](2)将芳香族二酰氯加入到有机溶剂中溶解后形成有机相溶液；
[0020](3)将步骤(2)配制好的有机相溶液加入步骤(1)的水相溶液中，并发生界面聚合反应；反应完成后将反应混合物倒入搅拌的乙醇溶液中，过滤并洗涤，真空烘干至恒重，得到共聚芳酯产物。
[0021]在一个具体的实施方案中，步骤(1)中所述的双酚型单体与含磷双酚单体及其衍生物的摩尔之和与碱的摩尔比是1:1.96～1:2.2；所述的双酚型单体与含磷双酚单体及其衍生物的摩尔之和与酸吸收剂的摩尔比是1:0.001～1:0.01；所述的双酚型单体与含磷双酚单体及其衍生物的摩尔之和与相转移催化剂的摩尔比是1:0.001～1:0.2；所述的双酚型单体与含磷双酚单体及其衍生物的摩尔比为1:9～9:1。
[0022]在一个具体的实施方案中，步骤(2)中所述的双酚型单体与含磷双酚单体及其衍生物的摩尔之和与芳香族二酰氯的摩尔比是1:0.96～1:1.05。
[0023]在一个具体的实施方案中，所述的双酚型单体选自双酚A、六氟双酚A、双酚S、双酚芴、联苯二酚、对苯二酚、间苯二酚中的一种或两种。
[0024]在一个具体的实施方案中，所述的含磷双酚单体选自以下含磷双酚单体中的任一种：
[0025][0026]在一个具体的实施方案中，所述步骤(1)中的碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铯、氢氧化钡、四甲基氢氧化铵中的任一种或两种；所述的酸吸收剂选自三乙胺、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、吡啶中的任一种；所述的相转移催化剂选自四甲基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、冠醚、二甲氨基吡啶中的任一种。
[0027]在一个具体的实施方案中，所述步骤(2)中的有机溶剂选自氯仿、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,1,2,2-四氯乙烷、环己烷、正己烷、正庚烷、正癸烷、苯、甲苯、氯代苯、硝基苯中的任一种或者几种；所述的芳香族二酰氯选自间苯二甲酰氯、对苯二甲酰氯中的一种或者两种。
[0028]在一个具体的实施方案中，所述步骤(3)中的反应温度为0～80℃；反应时间为0.5～3h；所述洗涤为先后用去离子水和乙醇洗涤；真空烘干温度为 80～100℃。
[0029]本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0030](1)本专利技术以双酚型单体和含磷双酚单体为原料，与芳香族二甲酰氯采用界面缩聚的方法将含磷基团引入聚芳酯结构中，从而在提高聚芳酯的溶解性、提高其加工性能的同时，还起到了环保阻燃效果。
[0031](2)本专利技术在界面聚合法合成含磷阻燃共聚芳酯的过程中，加入微量酸吸收剂，从而调节整个聚合过程的pH值，促进界面聚合反应正向进行，有利于提高聚合物分子量，进而提高共聚芳酯的产品性能。
[0032](3)本专利技术的含磷阻燃共聚芳酯的制备方法，无需高温高压条件，采用界面缩聚的方法，方法简单、容易操作、快速，所用溶剂沸点低，易回收，可减少大规模工业化成本，有利于大规模工业化生产。
具体实施方式
[0033]为了更好地理解本专利技术的技术方案，下面的实施例将对本专利技术所提供的方法予以进一步的说明，但本专利技术不限于所列出的实施例，还应包括在本专利技术的权利要求范围内其他任何公知的改变。
[0034]本专利技术的一种含磷阻燃共聚芳酯，具有如下重复结构单元，即具有如下单元结构式的重复的结构单元：
[0035][0036]式(1)结构单元的重复数量(即共聚物的“聚合度”)不是越多越好，不同聚合度的聚合物拥有不同的材料加工性能和其他方面的性能。本专利技术优选地，所述共聚芳酯的聚合度为100～1000，此时，在保持聚芳酯原本优异特性的同时，还提高了共聚芳酯的溶解性和阻燃效果，有利于共聚芳酯材料的加工和后处理。在不同单体聚合而成的聚合物中，聚合度可以通过聚合物分子量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含磷阻燃共聚芳酯，其特征在于，所述含磷阻燃共聚芳酯的单元结构式为：其中各自独立地，X1选自以下结构中的任一种：X2选自中的任一种，其中R1选自-H，-CH3，-OCH3，中的任一种；Y1，Y2选自中的任一种。2.根据权利要求1所述的含磷阻燃共聚芳酯，其特征在于，所述含磷阻燃共聚芳酯的聚合度为1～1000。3.权利要求1或2所述的含磷阻燃共聚芳酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将双酚型单体、含磷双酚单体及其衍生物、碱、酸吸收剂、以及相转移催化剂溶于去离子水中，配制成水相溶液；(2)将芳香族二酰氯加入到有机溶剂中溶解后形成有机相溶液；(3)将步骤(2)配制好的有机相溶液加入步骤(1)的水相溶液中，并发生界面聚合反应；反应完成后将反应混合物倒入搅拌的乙醇溶液中，过滤并洗涤，真空烘干至恒重，得到共聚芳酯产物。4.根据权利要求3所述的共聚芳酯的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的双酚型单体与含磷双酚单体及其衍生物的摩尔之和与碱的摩尔比是1:1.96～1:2.2；所述的双酚型单体与含磷双酚单体及其衍生物的摩尔之和与酸吸收剂的摩尔比是1:0.001～1:0.01；所述的双酚型单体与含磷双酚单体及其衍生物的摩尔之和与相转移催化剂的摩尔比是1:0.001～1:0.2；所述的双酚型单体与含磷双酚单体及其衍生物的摩尔比为1:9～9:1。5.根据权利要求3所述的共聚芳酯的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的双酚型单体与含磷双酚...

【专利技术属性】
技术研发人员：王婷，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：