[發明專利]一種含DOPO基團的阻燃劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201510093767.8
• 申請日: 2015-03-03
• 公開（公告）號: CN104629086A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 周思偉;張旭東;郭乾彥;顧文;劉震
• 申請（專利權）人: 北京奧格森新材料科技有限公司
• 主分類號: C08K5/5313
• 分類號: C08K5/5313;C07F9/6574;C08L75/04
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技術領域

本發明涉及一種含DOPO基團具有氣相和固相阻燃作用的阻燃劑及其制備方法，它是一種新型阻燃劑，作為改善型助劑添加到聚合物材料中去，屬于加工助劑技術領域。

背景技術

目前，9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)作為一種新型阻燃劑中間體，使用9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物合成的阻燃劑具有無鹵無毒等優點。

但9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物的分子量一般較低，因此，含有9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)或其衍生物的阻燃劑一般分子量也較低，與高分子材料的相容性差，而且此類阻燃劑主要通過氣相進行阻燃。此外，9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物的降解溫度低、熱穩定性差，在高溫加工中易受熱而熔融降解，使容有阻燃劑的高分子材料易被塑化，導致高分子材料燃燒過程中會生成熔滴，并且降解后的9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)或其衍生物的殘炭量低，使阻燃效率下降，因此不能應用于高溫加工材料中。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提出一種含DOPO基團的阻燃劑及其制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的。

本發明的一種含DOPO基團的阻燃劑，該阻燃劑的結構式為

本發明的一種含DOPO基團的阻燃劑的制備方法，該方法的原料為季戊四醇、DOPO、乙烯基磷酸酯、溶劑和催化劑；

所述的溶劑為甲苯、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亞砜中的一種；

所述的催化劑為三乙胺；

季戊四醇、DOPO、乙烯基磷酸酯三者之間的摩爾比為1_∶4_∶4；

催化劑的摩爾數為季戊四醇的0.5％；

溶劑的質量為季戊四醇質量的150-200倍；

步驟為：

在惰性氣體的保護下，將季戊四醇和DOPO先用溶劑進行溶解，溶解后加入乙烯基磷酸酯，攪拌均勻后加入催化劑，開始加熱進行反應，加熱溫度為80～120℃，反應時間為10-24h，得到反應液，對得到的反應液進行旋蒸處理，將溶劑蒸除，最后得到目標產物。

有益效果

本發明的阻燃劑分子量高、熱穩定性好、降解后殘炭率高、阻燃效率穩定、能通過氣相和固相提高材料阻燃性能，該阻燃劑添加到高分子材料中可提高高分子材料的阻燃性能；本發明的方法簡單，采用一鍋法，效率高。

附圖說明

圖1為阻燃劑與DOPO的熱失重圖，其中曲線2為阻燃劑的熱失重曲線，曲線1為DOPO的熱失重曲線。

具體實施方式

實施例

一種含DOPO基團的阻燃劑，該阻燃劑的結構式為

在氮氣氣體的保護下，將3.52g季戊四醇和11.5gDOPO先用200ml的甲苯進行溶解，溶解后加入13.1g乙烯基磷酸酯，攪拌均勻后加入0.1g三乙胺，開始加熱進行反應，加熱溫度為100℃，反應時間為24h，得到反應液，對得到的反應液進行旋蒸處理，將溶劑蒸除，最后得到目標產物。

上述反應方程式如下：

對得到的目標產物和DOPO進行熱失重分析，熱失重曲線圖如圖1所示，由圖1可知，上述目標產物的熱穩定性明顯提高，DOPO的初始降解溫度為199℃，上述目標產物的初始降解溫度為360℃，提高了將近160℃；600℃的殘炭量由0.334％提高到11.9％。

將得到的目標產物和DOPO分別與聚氨酯進行混合后進行阻燃性能測試，極限氧指數測試采用的標準為：GB/T?2406.2-2009

結果如下：

聚氨酯的極限氧指數為18；

聚氨酯與上述目標產物的質量比為100∶5時，極限氧指數為22；

聚氨酯與上述目標產物的質量比為100∶10時，極限氧指數為24；

聚氨酯與上述目標產物的質量比為100∶15時，極限氧指數為26；

聚氨酯與上述目標產物的質量比為100∶20時，極限氧指數為27.5；

聚氨酯與上述目標產物的質量比為100∶30時，極限氧指數為30.8；

聚氨酯與DOPO的質量比為100∶5時，極限氧指數為20；