[發明專利]阻燃劑及其制備方法與用途

有效

• 申請號: 201310287606.3
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN103387673A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 侯世杰;李雅南;楊科;張勇健;江平開
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C08G77/30
• 分類號: C08G77/30;C08G77/06;C07F9/54;C08L77/00;C08L83/04;C08L75/04;C08L83/08;C08K5/5419;C09D5/18;C09D7/12
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 牛山;陳少凌

技術領域

本發明屬于耐火材料領域，涉及一種阻燃劑及其制備方法與用途。

背景技術

目前，聚合物材料中使用量較大的的有機阻燃劑是含鹵阻燃劑。含鹵聚合物材料雖然具有優良的阻燃性能和較為低廉的價格，但是在燃燒過程中容易釋放大量煙霧和有毒的腐蝕性氣體，對環境和人的生命健康造成威脅。基于環境保護的要求和可持續發展的原則，一些含鹵阻燃劑已被禁用。自2003年歐盟ROHS和WEEE兩個指令頒布，含鹵阻燃劑的應用范圍更加受到限制，開發高效的無鹵阻燃劑已成為該領域的發展趨勢。

有機磷阻燃劑具有氣相和固相雙重阻燃機理，因其具有無鹵、低毒、低煙、增塑、成炭效果較好等優點逐漸受到重視，可代替含鹵阻燃劑發揮阻燃效果。但是隨著有機磷阻燃劑的開發應用，一些問題也逐漸暴露出來，如某些含磷阻燃劑存在揮發性大、易遷移、耐熱性有待提高等問題。有機硅阻燃劑是一種低毒、高效、防滴落的環境友好型阻燃劑，也是一種成炭型抑制劑。開發具有良好阻燃性和熱穩定性的含磷含硅的有機阻燃劑可以結合有機磷和有機硅阻燃劑的優點，發揮磷-硅協同阻燃作用，對阻燃具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術存在的不足，供一種阻燃劑及其制備方法與用途。本發明的阻燃劑結合了有機磷和有機硅阻燃劑的優點，發揮了磷-硅協同阻燃作用，具有良好的熱穩定性，應用在聚合物中具有優良的阻燃效果，UL-94達到V-0等級，同時保持良好的化學性能和熱性能。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

第一方面，本發明涉及一種阻燃劑，其結構式如式(I)所示：

其中，R₁、R₂、R₃為取代基含N、O或P的C₄～C₂₄的取代芳基或C₄～C₂₄的芳基，R₄、R₅為C₄～C₂₄的芳基，n為0～20中任一整數，m為2～100中任一整數。R₄、R₅為C₄～C₂₄的芳基可使得該阻燃劑的成炭阻燃效果得到提升。

第二方面，本發明涉及一種上述的阻燃劑的制備方法，包括如下步驟：

步驟A、在有機溶劑中，有機膦化合物II二甲氧基硅烷化合物III和碘化鈉反應，得中間體IV其中，R₁、R₂、R₃為取代基含N、O或P的C₄～C₂₄的取代芳基或C₄～C₂₄的芳基，n為0～20中任一整數，X為氯、溴或碘；

步驟B、在有機溶劑中，所述中間體IV和磷酸酯在路易斯堿存在下反應，得產物I，即所述阻燃劑；其中，R₄、R₅為C₄～C₂₄的芳基。

優選的，步驟A中，所述有機膦化合物II、二甲氧基硅烷化合物III和碘化鈉的摩爾比為1∶(1～2)∶(1～2)。

優選的，步驟A中，所述反應的溫度為50～130℃，時間為12～48小時。

優選的，步驟B中，所述中間體IV和磷酸酯V的摩爾比為1∶(1～4)。

優選的，步驟B中，所述路易斯堿為NaOH、KOH、LiOH、K₂CO₃、KO^tBu、NaO^tBu、KOMe、NaOMe、KOEt或NaOEt。

優選的，步驟B中，所述反應的溫度為20～100℃，反應時間為1～10小時。

優選的，步驟A和B中，所述有機溶劑均選自四氫呋喃、丙酮、二惡烷、二氯甲烷、三氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺、乙腈中的一種。

第三方面，本發明涉及一種前述的阻燃劑在制備阻燃聚合物材料中的用途。

優選的，將所述阻燃劑和聚碳酸酯混合，得阻燃聚合物。

與現有技術相比，本發明具有如下有益效果：

1、本發明的阻燃劑具有良好的熱穩定性，從差熱分析得知，加熱到300℃無明顯失重。

2、本發明的阻燃劑添加到聚合物基體中，可以有效的減小聚合物基體與耐腐蝕容器的的粘結和腐蝕。

3、本發明的阻燃劑添加到聚合物基體中，可以有效的防止聚合物在燃燒的過程中發生滴落現象。