聚膦酸酯膨脹型阻燃劑及其製備方法
2023-05-29 22:38:46 2
專利名稱：聚膦酸酯膨脹型阻燃劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種阻燃劑，具體地說是一種聚磷酸酯類膨脹型阻燃劑及其製備方法，屬於化工領域。
背景技術：
膨脹型阻燃劑(IFR)是以磷、氮為主要成分的阻燃劑，不含滷素，也不採用氧化銻為協效劑，該類阻燃劑在受熱時發泡膨脹，故稱為膨脹型阻燃劑，是一種阻燃效率較高的環保型阻燃劑。IFR由於其獨特的阻燃機理、良好的阻燃、抑煙、抗熔滴效果，具有廣闊的應用前景，已經成為20世紀90年代以來阻燃劑最為活躍的研究領域之一。然而，一般小分子IFR與高聚物基體相容性差而使高聚物的物理機械性能大幅度下降，因此，高效且與高聚物相容性好的大分子IFR已經成為當今阻燃領域研究的熱點。
發明內容
本發明所要解決的問題是針對現有技術的不足而提出的一種新型的「三源一體」環保型阻燃劑結構，該阻燃劑具有較長的分子鏈結構，不易發生遷移；且該阻燃劑的聚合工藝操作簡單，反應條件溫和。本發明所採用的技術方案為:一種聚膦酸酯類膨脹型阻燃劑，其化學結構如式(I )所示:
權利要求
1.一種聚膦酸酯類膨脹型阻燃劑，其特徵在於，其化學結構如式(I )所示:
2.—種權利要求1所述的聚膦酸酯類膨脹型阻燃劑的製備方法，其特徵在於，具體包括以下步驟:(1)將結構通式為(II )的含磷二元酚和相轉移催化劑溶於濃度為0.rimol/L的氫氧化鈉溶液中，並加入到裝有機械攪拌器的三頸燒瓶中；(2)再將溶於濃度為 0.rimol/L的二氯甲烷溶液的苯基磷酸二醯氯溶液迅速加入到裝有上述溶液的三頸燒瓶中，並在室溫下快速攪動，反應0.5 5h後，將產物抽濾後，得到濾餅，再經乙醇和水洗滌或將反應後的產物旋蒸掉二氯甲烷溶液，最後真空乾燥，即得到結構通式為(I )的聚膦酸酯類膨脹型阻燃劑。
3.根據權利要求2所述的聚膦酸酯類膨脹型阻燃劑的製備方法，其特徵在於，所述的相轉移催化劑為四丁基溴化銨或四丁基氯化銨；所述的相轉移催化劑加入的摩爾量為苯基磷酸二醯氯摩爾量的0.οοΓο.1倍。
4.根據權利要求2所述的聚膦酸酯類膨脹型阻燃劑的製備方法，其特徵在於，所述結構通式為(II)的含磷二元酚的化學結構如下所示:
5.根據權利要求2所述的聚膦酸酯類膨脹型阻燃劑的製備方法，其特徵在於，所述結構通式為(II)的含磷二元酚的製備方法，包含以下步驟:(I)將含羥基醛基類化合物(V)溶於無水乙醇中，升溫至5(Γ80° C，再將二胺類化合物(VI)溶於無水乙醇後滴加到上述溶液中；或者將含雙醛基類化合物(YD)溶於無水乙醇中，升溫至5(Γ80° C，再將含羥基胺類化合物(IV)溶於無水乙醇滴加到上述溶液中；再升溫至回流後繼續反應I飛小時，冷卻至室溫，過濾並乾燥得到化學結構為(III)的具有席夫鹼結構的二元酚化合物；(2)將含有活潑P-H鍵的亞磷酸二酯類化合物溶解於無水乙醇或者N，N- 二甲基甲醯胺中，並在惰性氣體的保護下，加入催化劑於6(T80° C反應f4h，再向其中加入步驟(I)所得的具有席夫鹼結構的二元酚化合物，繼續回流反應5 10h，然後冷卻至室溫，旋蒸掉溶劑後靜置，過濾真空乾燥即可得到結構通式為(II)的含磷二元酚。
6.根據 權利要求5所述的聚膦酸酯類膨脹型阻燃劑的製備方法，其特徵在於，所述步驟(I)中的含羥基醛基類化合物(V)為3-羥基苯甲醛或者1，4-對羥基苯甲醛； 所述二胺類化合物(VI)為芳香二胺，crc4的直鏈或異構烷烴二胺，二乙烯三胺中的任一種； 所述含雙醛基類化合物α/Π)為1，4-對苯二甲醛，鄰苯二甲醛，間苯二甲醛中的任一種；所述步驟(I)的含羥基醛基類化合物與二胺類化合物摩爾比為廣5:1 ; 含雙醛基類化合物與含羥基的胺類化合物摩爾比為廣5:1 ; 所述步驟(2)中的含席夫鹼結構的二元酚化合物與所述的亞磷酸二酯類化合物的摩爾比為1:2 5; 所述步驟(2)中的催化劑為乙醇鈉或者氫化鈉，所述催化劑的加入的摩爾量為加入的含席夫鹼結構的二元酚化合物摩爾量的0.ΟΟΓΟ.1倍； 所述步驟(2)中的含有活潑P-H鍵的亞磷酸二酯類化合物為亞磷酸二乙酯，亞磷酸二甲酯，亞磷酸二丁酯，亞磷酸二丙酯，亞磷酸異丙酯，亞磷酸異丁酯，亞磷酸二苯酯中的任一種。
7.根據權利要求5所述的聚膦酸酯類膨脹型阻燃劑的製備方法，其特徵在於，所述步驟(I)製備得到的具有席夫鹼結構的二元酚化學結構如式(III)所示:
全文摘要
本發明公開了一種聚膦酸酯膨脹型阻燃劑，其化學結構為其中R為C2~C4的直鏈、異構烷烴，芳香環，二亞乙基胺，環己基；A1，A2，A3，A4為H原子或甲基；R2為C1～C4的直鏈、異構烷烴，芳香環；n值為1~1000範圍內的整數。該阻燃劑不含滷素，屬於綠色環保型阻燃劑。本發明還公開其製備方法先以含羥基醛類化合物與二胺類化合物反應，或由二醛類化合物與含羥基的胺類化合物反應，得到一種二元酚席夫鹼，然後將所得的二元酚席夫鹼與含有活潑P-H鍵的亞磷酸二酯類化合物進行反應，得到一種分子兩端含有酚羥基的含磷化合物，最後將所得的含磷化合物與苯基磷酸二醯氯進行界面聚合反應，得到聚膦酸酯類膨脹型阻燃劑。該合成方法工藝簡單，反應操作容易。
文檔編號C07F9/40GK103073727SQ20131003019
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月24日 優先權日2012年11月29日
發明者方徵平, 劉妍, 張豔, 曹貞虎 申請人:浙江大學寧波理工學院