[發明專利]含環三磷腈結構的氧雜膦菲阻燃劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201210250788.2
• 申請日: 2012-07-19
• 公開（公告）號: CN102757579A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 發明（設計）人: 李德江;龔大春;黃永文
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: C08K5/5399
• 分類號: C08K5/5399;C07F9/6593;C08L63/00;C08L75/04;C08L55/02;C08G59/62;C08G18/32
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本發明屬于磷氮協同阻燃性化合物技術領域，具體涉及一種含環三磷腈的氧雜膦菲阻燃劑，該阻燃劑既可作為反應型阻燃劑制備無鹵阻燃樹脂，又可作為添加型阻燃劑用于工程塑料的無鹵阻燃劑。

背景技術

傳統的鹵系阻燃劑由于阻燃效率高、適用面廣、性價比優勢明顯而得到廣泛應用，然而多數含鹵阻燃材料燃燒時存在多煙、有毒或腐蝕性氣體放出等二次危害，對人身安全構成了嚴重威脅，因此歐盟已對鹵系阻燃劑的應用做出了明確限制。目前，國際上無鹵阻燃劑的最新研發熱點之一就是利用多種阻燃元素協效來彌補單一阻燃方法的不足，滿足日益增長的環保與安全性的要求。

以DOPO為代表的氧雜膦菲劑已成為環保無鹵阻燃劑研發與應用的熱點，此類化合物具有無鹵、低毒、不易水解、不易揮發、不易析出、與聚合物相容性好、阻燃性能持久的優點。然而DOPO單體直接用于高分子材料的阻燃存在一定的問題：一方面成本高，另一方面由于DOPO在180℃即開始分解，不能滿足多數聚合物材料的加工溫度。?

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中的不足之處，提供一種工藝簡單、生產成本低，克服DOPO低溫分解，阻燃性能優良的含環三磷腈結構氧雜膦菲阻燃劑及其的制備方法和應用。

本發明的目的是這樣實現：一種含環三磷腈的結構氧雜膦菲阻燃劑，該化合物具有如下化學結構式：

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含環三磷腈結構的氧雜膦菲阻燃劑的制備方法是：

A：六氯環三磷腈與2,2’－聯苯二酚按照1:2.0-2.2的物質量比取量，加入到丙酮、K₂CO₃的反應器中回流反應2-3h，冷卻至室溫，過濾，固體物用等體積的二氯甲烷-石油醚混合?溶液重結晶，得到中間體Ⅰ；

B：將制得的中間體中間體Ⅰ、對羥基苯甲醛按照1:2.0-2.3的物質量比取量，與丙酮、K₂CO₃一并加入到反應器中，攪拌、回流、冷卻、過濾、重結晶，得到中間體Ⅱ；

C：再將制得的中間體Ⅱ、DOPO按照1:2.0-2.2的物質量比取量，與有機溶劑一并加入到?反應器中，攪拌、回流、冷卻、過濾、重結晶、干燥得到含環三磷腈結構的氧雜膦菲化合物。

含環三磷腈結構的氧雜膦菲阻燃性劑作為環氧樹脂、聚氨酯、ABS的磷氮協同阻燃添加劑的應用。

本發明的有益效果如下：

（1）本發明提供的含環三磷腈結構的氧雜膦菲阻燃劑，操作簡單，工藝先進，溶劑可回收利用；

（2）本發明提供的阻燃劑是將環三磷腈結構單元引入到氧雜膦菲化合物中，達到磷氮協同阻燃的目的，具有較高磷含量、氮含量、耐熱性和高溫成炭率，既可以作為反應型阻燃劑，將其接入到環氧樹脂、聚氨酯等熱固性樹脂中使用，又可以作為添加型阻燃劑，用于滿足對阻燃劑耐熱性要求較高的ABS、尼龍等工程塑料的無鹵阻燃；

（3）本發明合成的產品，熱穩定好，阻燃率高，純度達99%；

（4）本發明所使用的原料易得、工藝先進、易于工業化生產。

具體實施方式

本發明的原理是將氧雜膦菲阻燃劑與環三磷腈類阻燃劑的核心結構片斷進行合理組裝和修飾，合成出含環三磷腈結構的氧雜膦菲復合型阻燃劑。

本發明制備化合物的化學反應式為：

。

?本發明制得的化合物外觀為白色晶體，熔點為186-188℃；其熱穩定性較好，當溫度達到260℃時，失重1%，當溫度達到420℃時，失重為9%，800℃成炭率為40%；該化合物能溶于二甲亞砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等溶劑。

本發明制得的一種環三磷腈結構的氧雜膦菲阻燃劑的分析結果如下：