[發明專利]一種聚合型磷氮阻燃劑的制備方法

有效

• 申請號: 201210291677.6
• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號: CN102827374A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 梁兵;曹俊;洪曉東;王長松;寧志高
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: C08G79/02
• 分類號: C08G79/02;C07F9/50;C08K5/5399;C08L85/02
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

技術領域

?本發明涉及一種阻燃劑的制備方法，特別是涉及一種聚合型磷氮阻燃劑的制備方法。

背景技術

聚合物的燃燒是一個非常復雜的劇烈熱氧化過程，常伴有火焰、濃煙、毒氣等產生；燃燒時聚合物劇烈熱分解，產生揮發性的可燃物質，該物質達到一定溫度和濃度時，又會著火燃燒，不斷釋放出熱量，使更多的聚合物或難于分解的物質分解，產生更多的可燃物，這樣惡性循環，結果使燃燒繼續擴展，從而造成火災，危及人們的生命和財產。而隨著高分子材料在航空、交通、電器等領域的更廣泛的應用，其阻燃性能成為限制其發展的關鍵原因。

阻燃科學技術是為了適應社會安全生產和生活的需要，預防火災發生，保護人民生命財產而發展起來的一門科學。阻燃劑是阻燃技術在實際生活中的應用，它是一種用于改善可燃易燃材料燃燒性能的特殊的化工助劑。聚合物阻燃技術主要分為反應型和添加型兩種方式。反應型阻燃劑是在被阻燃基材制造過程中加入的，它們或者作為聚合物的單體，或者作為交聯劑而參與反應，最后成為聚合物的結構單元而賦予聚合物以阻燃性，多用于熱固性聚合物。采用反應型阻燃劑所獲得的阻燃性具有相對的永久性，毒性較低，對被阻燃聚合物的性能影響也較小，但工藝復雜。填充阻燃是在聚合物加工過程中直接加入，工藝簡單，并且能滿足使用要求的阻燃劑品種多。因此，在實際應用中多采用添加阻燃劑的方法來實現。

但是，目前我國的阻燃劑品種比較單一，鹵系阻燃劑的使用仍占主要地位。隨著人們對生態環境和人類生命價值的關注，聚合物的無鹵化阻燃已成為阻燃領域中的一個重要方向，尋找無鹵、無毒、高性能價格比的無鹵阻燃劑，一直是人們追求的目標。由于聚烯烴是非極性材料，與極性較強的無機阻燃劑相容性很差，導致阻燃劑分散不均勻，阻燃效果不明顯，并且大量無機阻燃劑加入后會使材料的斷裂伸長率、拉伸強度等力學性能下降。

作為高分子材料的阻燃劑，與材料的相容性越好，對材料的物理性能影響越小。有研究表明，聚合的大分子磷酸酯阻燃劑與材料的相容性要好于小分子磷酸酯化合物。因此，近年來對大分子阻燃劑的研究越來越多。

發明內容

本發明的目的在于提供一種聚合型磷氮阻燃劑的制備方法，通過提高阻燃劑與聚烯烴材料的相容性以及磷氮的協效阻燃作用來提高聚合物的阻燃性能，解決該種化合物作為阻燃添加劑用于多種聚合物中。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種聚合型磷氮阻燃劑的制備方法，所述方法包括以下過程：將苯基二氯化磷和間苯二甲胺分別溶于溶劑中，惰性氣體導入和攪拌下，將間苯二甲胺溶液緩慢滴加到苯基二氯化磷溶液中，滴加完畢后，回流反應2-10小時，冷卻、抽濾、洗滌、烘干，得到白色粉末狀聚合型磷氮阻燃劑；?

上述化學反應式為：

?

聚合型磷氮阻燃劑的結構式為：

。

所述的一種聚合型磷氮阻燃劑的制備方法，其所述聚合度n為1~100的整數；苯基二氯化磷和間苯二甲胺的投料摩爾比為1:1到1:1.5；所用溶劑為乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿、丙酮、苯、甲苯、二甲苯、四氫呋喃、氯苯中的任意一種或其任意比例的混合物。

所述的一種聚合型磷氮阻燃劑的制備方法，其所述溶劑的用量為單體質量的10-100倍。

所述的一種聚合型磷氮阻燃劑的制備方法，其所用惰性氣體為氮氣、氬氣或氦氣；反應溫度為30~160℃，回流反應時間為2-10小時；烘干溫度為80-120℃。

該種化合物可作為阻燃添加劑用于多種聚合物中，以提高聚合物的阻燃性能。本發明工藝生產條件簡單、產品純度及產率較高、后處理過程簡便。

具體實施方式

實施例1：

向裝有溫度計、氮氣導入、100ml恒壓滴液漏斗、磁子和回流冷凝管及尾氣吸收裝置的250ml四口燒瓶中加入苯基二氯化磷（8.950g，0.05mol）和50ml乙酸乙酯，將間苯二甲胺（6.870g，0.05mol）溶解于50ml乙酸乙酯，加入到恒壓漏斗中。在氮氣保護和攪拌下，緩慢滴加間苯二甲胺溶液。滴加完畢后，升溫到回流溫度繼續反應5個小時，反應結束后繼續通N₂降至室溫。然后將混合液減壓抽濾，并用100ml乙酸乙酯洗滌濾餅，在100℃下真空干燥6個小時，得白色固體10.63g，產率87.3%。

實施例2：