[發明專利]一種苯代三聚氰胺羧乙基苯基次膦酸縮合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201110191769.2
• 申請日: 2011-07-10
• 公開（公告）號: CN102321245A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: 彭治漢;惠銀銀;穆俊遷;史湘寧;游麗華;付金鵬
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08G79/04
• 分類號: C08G79/04;C07F9/6521;C08L23/00;C08L77/00;C08L67/00;C08L85/02;C08K5/5399;D06M15/673;D06M13/447
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術領域

本發明屬于縮合物的合成技術領域，涉及一種苯代三聚氰胺羧乙基苯基次膦酸縮合物及其制備方法，特別是涉及一種可用于聚合物阻燃的新型苯代三聚氰胺羧乙基苯基次膦酸縮合物及其制備方法，具體地說是一種含C-P鍵和三嗪環的縮合物合成的苯代三聚氰胺羧乙基苯基次膦酸鹽縮合物及其制備方法。

背景技術

自20世紀80年代以來，阻燃劑已成為僅次于增塑劑的合成材料用量最大的助劑。隨著經濟的發展，人們對環保和安全意識有了很大提高，對生態環境和生命價值也更為關注。傳統的鹵系阻燃劑由于其阻燃效率高而被大量用于阻燃材料的生產，但由于鹵系阻燃產品在燃燒時產生大量的煙霧和有毒的腐蝕性氣體，妨礙救護及人員疏散，導致二次災害發生。因此，鹵系阻燃產品的應用受到了限制。無鹵阻燃劑由于具有低煙、低毒等環境友好型特點，得到廣泛應用。使用高效、低煙、無毒或低毒的無鹵阻燃劑將成為未來阻燃材料發展的必然趨勢。近年來無機填充阻燃劑和磷系阻燃劑受到普遍關注。

磷系阻燃劑由于阻燃效率高而在無鹵素阻燃領域備受重視。傳統的磷系阻燃劑大多數具有揮發性，易水解等缺陷，因此開發大分子低揮發性，不易水解的磷系阻燃劑是今后開發的重點。中國專利ZL200710048573描述了季戊四醇與羧乙基苯基次膦酸的酯化反應，其反應產物為羧乙基苯基次膦酸季戊四醇酯，產物中同時含有磷和季戊四醇成碳基團。中國專利ZL200410069309描述了雙磷酸季戊四醇酯三聚氰胺鹽的合成方法，其中間產物磷酸季戊四醇酯的合成需要反應7-10個小時，反應時間過長，且溶劑為苯對環境影響大。中國發明專利公開號為CN101665515A描述了采用羧乙基苯基次膦酸與有機胺化合物縮聚合成P-N協同型阻燃劑化合物及其方法，但由于分子結構中含胺基的鏈段為芳基或含1-8個碳原子的直鏈或支鏈烴基，因此產品白度很難控制，特別是耐熱性不高是其最大缺陷，該公開的申請專利所描述合成的化合物的分解溫度都在210-235℃范圍內，很難滿足尼龍和聚酯工程塑料加工溫度要求。

發明內容

本發明提供了一種苯代三聚氰胺羧乙基苯基次膦酸縮合物及其制備方法，特別是提供一種可用于聚合物阻燃的新型苯代三聚氰胺羧乙基苯基次膦酸縮合物及其制備方法，具體地說是一種含碳-磷鍵(C-P)和三嗪環的縮合物合成的苯代三聚氰胺羧乙基苯基次膦酸縮合物及其制備方法。本發明針對磷系阻燃劑多數與含氮化合物復配使用的特點，合成了一種苯代三聚氰胺羧乙基苯基次膦酸縮合物；該縮合物具有磷、氮含量高，配伍性好，熱穩定性高，耐水解性好等特點，由于分子結構中含有三嗪環鏈段，大大提高了其熱穩定性，其分解溫度在280℃以上，且合成原料易得，易于實現工業生產與應用。由于該縮合物分子結構中含有三嗪環基團，大大提高了阻燃體系的成碳性和阻燃性，同時發現三嗪環提高了磷在凝聚相中的阻燃作用，表現出同一分子中的磷與三嗪環的優異的協同阻燃增效作用。本發明合成的縮合物可廣泛應用于各種聚烯烴、尼龍和聚酯等合成材料和紡織品的阻燃處理。

本發明公開了一種苯代三聚氰胺羧乙基苯基次膦酸縮合物，具體結構如下：

其中，n表示縮合鏈段數，n＝2-50。

本發明的一種苯代三聚氰胺羧乙基苯基次膦酸縮合物具有磷、氮含量高，配伍性好，熱穩定性高，耐水解性好等特點，可廣泛應用于各種聚烯烴、尼龍和聚酯等合成材料和紡織品的阻燃處理。

本發明還提供了一種苯代三聚氰胺羧乙基苯基次膦酸縮合物的制備方法，采用兩步反應：

第一步：把2-羧乙基苯基次膦酸完全溶于水后，加入苯代三聚氰胺，攪拌反應完全后，過濾，干燥，得到反應中間體苯代三聚氰胺羧乙基苯基次膦酸鹽；其中，反應溫度為10～100℃，反應時間0.5-6小時；苯代三聚氰胺與2-羧乙基苯基次膦酸的反應摩爾量比為1∶0.6～1.2；

第二步：將上述反應中間體升溫至110-180℃，反應時間1-10小時，使中間體進行本體聚合反應，得到最終產物苯代三聚氰胺羧乙基苯基次膦酸縮合物，其結構式為

其中，n表示縮合鏈段數，n＝2-50。

作為優選的技術方案：

其中，如上所述的制備方法，所述的第一步反應溫度為20～60℃，反應時間為1-3小時。

如上所述的制備方法，所述的苯代三聚氰胺與2-羧乙基苯基次膦酸的反應摩爾量比為1∶0.8～1.0。

如上所述的制備方法，所述的第二步的反應中間體升溫至120-160℃，反應時間2-5小時。