[發明專利]液態無鹵磷氮協同阻燃劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201110418539.5
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102532599A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 王建朝;尹大學;王書海;翟博;葉廣
• 申請（專利權）人: 青海師范大學;王建朝
• 主分類號: C08K5/51
• 分類號: C08K5/51;C08K5/5399;C08L97/02;C08L69/00;C08L55/02;B27K3/50;B27K3/52;D21H21/14;D21H17/63
• 代理公司: 西寧工道知識產權代理事務所 63102
• 代理人: 陳文福

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技術領域

本發明涉及阻燃劑的合成技術領域，具體涉及有機液態無鹵磷氮協同阻燃劑的合成方法。

背景技術

隨著合成材料的廣泛應用和不斷發展，人們對阻燃材料也提出了更高的要求，近年來，塑料、橡膠、合成纖維等聚合物材料及其制品得到蓬勃發展，并廣泛應用于工業、農業、軍事等國民經濟的各個方面，但這些材料都屬于易燃、可燃，且在燃燒時熱釋放速率大，熱值高，火焰傳播速度快，不易熄滅，有時還產生濃煙和有毒氣體，造成對環境的危害，而且對人們的生命安全形成巨大的威脅。為此各國都制定了日益嚴格的防火安全標準，近幾年全球阻燃劑的市場呈快速增長趨勢。阻燃劑也早己成為材料加工的重要添加劑之一。在未來的幾年里，新的阻燃聚合材料會得到充分利用，新型阻燃試驗標準將進一步完善和豐富，更加嚴格的阻燃規范將被考慮和制定，新型的阻燃方法和阻燃技術，包括計算機模擬和阻燃材料的分子設計，將被用于研制更加高效的阻燃高聚物。在開發和研究具有高阻燃性、低成本、易合成阻燃劑的同時，環保與生態安全的阻燃劑的開發成為各國科學家迫在眉睫要解決的事情。

目前常用的阻燃劑可分為有機鹵系(溴系及氯系)、有機磷系及無機系三大類。溴系阻燃劑的市場規模及應用領域長期雄居各類阻燃劑之首。但由于溴系阻燃劑在生產及使用過程中造成環境危害，歐盟己經宣布將從2006年7月1日起在電子產品中停止使用溴系阻燃劑。由于溴系阻燃劑的高性價比，今后一段時間內在全球其他一些地區仍會被廣泛應用，但其退出阻燃劑市場的結局將成為今后發展的趨勢。無機阻燃劑因其特殊的結構性質很難摻雜到現有材料中去，特別是在對材料性能有著高要求的今天，無機阻燃劑的復配性和對機械性能的影響成為阻燃劑的廣泛應用的瓶頸。現在雖然科研工作者提出了試圖通過表面包覆等一些方法來改善無機阻燃劑的復配性問題，但是大量的摻雜仍然會對材料的機械性能產生很大的影響。磷系阻燃劑作為最具有應用潛力的阻燃劑也越來越受到人們的關注，特別是以磷元素為主，協同碳、氮型膨脹阻燃劑的發現為阻燃劑的發展帶來了新的生機。添加這類阻燃劑的高聚物受熱時表面能生成一層均勻的炭質泡沫層，此層具有隔熱、隔氧、抑煙、并能防止熔滴等作用，故具有良好的阻燃性能，且符合當今阻燃劑少煙、低毒的發展趨勢，另外，此類阻燃劑還具有優異的熱穩定性和加工、使用性能，因而受到一致推崇，成為今后阻燃材料發展的主流。

阻燃技術利用受到了更高材料要求的挑戰，其在應用上存在的主要問題有:(l)阻燃產品技術水平低，大多數產品在高溫下會釋放出有毒氣體，或在應用一段時間后，阻燃性能明顯下降;(2)阻燃產品的阻燃效果低，價格高、對材料的機械性能影響大；(3)適用性較差，不同的阻燃劑只能添加到一種或極少的幾種材料中；(4)可設計性差，一般的阻燃劑同系列的產品很單一，在應用中由于材料自身的差異使得阻燃劑的應用也受到的限制。正是由于這些原因使得阻燃劑的普及和廣泛應用受到了限制，開發和生產具有阻燃效果優異、價格低廉的高性能、適用性強，可設計性的磷系多元素協同阻燃劑成為阻燃材料市場發展的趨勢，也必將帶來巨大的社會和經濟效益。

發明內容???

本發明為解決上述現有技術存在的不足之處，提供了一系列液態無鹵阻燃劑及其合成方法，不但具有良好的阻燃性能，而且無鹵素對環境友好，利于添加和工業化生產，可廣泛應用于現在的阻燃材料的眾多領域。

本發明的技術方案是：液態無鹵磷氮協同阻燃劑，阻燃劑的分子結構通式：

式中：

n表示1-7的整數，優選為1-5的整數，更優選為1-3的整數；

R₁表示增加分子鏈長的二胺類或二醇類有機物，優選為含碳原子個數小于8的有機二醇類、二胺類或它們的混合有機物，更優選為含碳原子小于6的有機類物，常用的為：乙二胺、己二胺、尿素、硫脲、乙二醇、丙二醇和二酚類有機物；

R₂、R₃、R₄、R₅表示封端物質，主要是用于取代低聚物上的鹵素，優選為碳原子數小于10的一元醇，一元胺、尿素、硫脲、三聚氰胺等。更優選為：甲醇、乙醇、丙醇、苯胺、尿素、硫脲和三聚氰胺中的一種或他們的混合物；

式中提供磷源的物質為三氯氧磷、五氯化磷、五氧化二磷或磷酸中的一種或他們的混合物，優選為三氯氧磷、五氯化磷和磷酸；