[發明專利]一種聚合物型含磷、氮、硼阻燃劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201210366492.7
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN102911505A
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 梁兵;朱明;曹俊;王長松;寧志高
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: C08L85/02
• 分類號: C08L85/02;C08K5/55;C08G79/02;C07F9/6596
• 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及其制備方法，特別是涉及一種聚合物型含磷、氮、硼阻燃劑及其制備方法。

背景技術

我國是世界上硼資源比較豐富的國家之一。硼和硼化物是一種重要的化工原料，被廣泛地應用于工業、農業、國防、醫學等領域。將硼應用于阻燃領域可追溯到1735年，英國的Obaveasghae用硼砂、明礬、硫酸鐵等水溶液作為紡織品阻燃整理劑，這種阻燃方法能大幅度降低織物的著火性能和燃燒性。此外，硼酸鈉鈣混合物也很早就作為撲救森林火災的阻燃劑。含硼阻燃劑作為最早使用的阻燃劑之一，具有無毒，抑煙，熱穩性好的優點，在一些場合的使用具有不可替代的作用，符合未來阻燃劑發展的要求。

一些無機硼化合物阻燃性能已得到肯定，并已得到廣泛應用。然而有機硼阻燃劑存在耐水洗穩定性等問題導致應用極其有限。對于有機硼阻燃劑的研究可以追溯到1942年美國的Posner申請的專利，他用硼酸和三乙醇胺的反應產物作為阻燃劑。隨后的幾十年來，有機硼阻燃劑得到了蓬勃的發展。1983年前蘇聯合成的含鹵、氮、硼元素的阻燃劑，因阻燃元素之間的協同作用，其阻燃效果良好；日本西崎織物染色公司開發的“NFR”型阻燃劑，它可通過加工附著在織物上，從而抑制纖維的燃燒，加工后的纖維手感和色調都不會發生變化。該公司已將此研究成果商品化；美國專利US?6372873也報道了一種分子內含硼和磷元素的線性聚合物，聚合物的平均分子量至少是10000，分子中硼磷兩元素之間的協同阻燃作用產生較好的阻燃效果。目前國內也紛紛對有機硼阻燃劑的研究進行了報道，胡曉蘭、林苗、趙雪、董廷茂等根據阻燃劑的協同作用，分別合成了有機硼-氮、硼-磷、硼-氮-硅、硼-磷-氮阻燃劑。在有效提高有機硼耐水解性差的基礎上，并提高了阻燃劑的阻燃性能。

對于有機硼阻燃劑的應用尚處于初級階段，未來硼阻燃劑將會擁有更廣闊的應用前景，加大對硼阻燃劑的開發不僅具有理論意義，而且具有現實意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種聚合物型含磷、氮、硼阻燃劑及其制備方法。該方法制備的阻燃劑改善了有機硼阻燃劑不耐水洗的缺點，在聚合物中不易遷移，具有優良的耐久性，含有硼元素，且不含鹵素具有低毒，有利于環保，制備方法簡單，條件溫和，易于控制，無其它添加劑，所得的產品純度高，后處理方便。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種聚合物型含磷、氮、硼阻燃劑，該聚合物型含磷、氮、硼阻燃劑結構式如下：

式中n為1~100的正整數。

一種聚合物型含磷、氮、硼阻燃劑的制備方法，該方法包括如下合成步驟：先將硼酸二乙醇胺酯用溶劑溶解加入到反應器中，在把苯磷酰二氯用溶劑稀釋并滴加到反應器中，在0~20℃下反應1~3h后，加熱至回流溫度繼續反應5~24h，除去溶劑、洗滌、并干燥，將所得到的產物進行封端處理，除去端基中的鹵素，即可得到阻燃劑。

所述的一種聚合物型含磷、氮、硼阻燃劑的制備方法，所述的硼酸二乙醇胺酯和苯磷酰二氯的比例為1:1~1:2.5。

所述的一種聚合物型含磷、氮、硼阻燃劑的制備方法，該方法所述的溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷和乙腈中的任一種其或任意比例的混合物。

所述的一種聚合物型含磷、氮、硼阻燃劑的制備方法，該方法所述洗滌的提純的溶劑為丙酮、二氯甲烷、乙腈中的至少一種。

所述的一種聚合物型含磷、氮、硼阻燃劑的制備方法，該方法所述回流溫度為40~100℃。

所述一種的聚合物型含磷、氮、硼阻燃劑的制備方法，該方法所述的封端劑為苯酚、三聚氰胺、對苯二酚中的任一種，傅酸劑為三乙胺和吡啶中的任一種。

所述的一種聚合物型含磷、氮、硼阻燃劑的制備方法，該方法所述封端處理所用的溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺或乙腈中的任一種。

所述的一種聚合物型含磷、氮、硼阻燃劑的制備方法，該方法所述是將封端后的產品過濾，洗滌，干燥處理。

所述的一種聚合物型含磷、氮、硼阻燃劑的制備方法，該方法所述洗滌的溶劑為二氯甲烷，三氯甲烷，乙腈中的任一種或意比例的混合。

本發明的優點與效果是：

1、本發明提供的聚合型含磷、氮、硼阻燃劑作為一種新的添加型阻燃劑，改善了有機硼阻燃劑不耐水洗的缺點，在聚合物中不易遷移，具有優良的耐久性。

2、本發明提供的聚合型阻燃劑含有硼元素，且不含鹵素具有低毒的優點，有利于環保。

3、本發明提供的制備方法簡單，條件溫和，易于控制，無其它添加劑，所得的產品純度高，后處理方便。