[發(fā)明專利]一種DOPO衍生物阻燃劑及其制備和應(yīng)用

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510574132.X
• 申請(qǐng)日: 2015-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN105295300A
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方寅春;周翔;吳亞容;邢志奇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L63/00
• 分類號(hào): C08L63/00;C08L67/00;C08K5/5313;D06M13/292;C07F9/6574
• 代理公司: 上海泰能知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31233
• 代理人: 黃志達(dá)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于阻燃劑及其制備和應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種DOPO衍生物阻燃劑及其制備和應(yīng)用。

背景技術(shù)

DOPO及其衍生物是一類無(wú)鹵含磷阻燃劑，具有無(wú)鹵、阻燃性能好等特點(diǎn)，主要用于環(huán)氧樹脂或聚酯阻燃。DOPO衍生物作為環(huán)氧樹脂的共混添加型阻燃劑或作為環(huán)氧樹脂的固化劑，可獲得具有優(yōu)良阻燃性能的環(huán)氧樹脂；也可作為聚酯的共聚單體制備本質(zhì)阻燃聚酯，或作為共混添加型阻燃劑制得具有優(yōu)良阻燃性能的聚酯。

阻燃劑主要通過氣相或凝聚相機(jī)理起作用。有研究表明，尤其對(duì)于熱塑性材料，如果阻燃劑一方面能在氣相捕獲自由基燃料，另一方面能促進(jìn)聚合物成炭或在聚合物表面形成保護(hù)炭層，氣相和凝聚相協(xié)同作用將能夠更高效地起阻燃作用。據(jù)研究報(bào)道DOPO主要通過氣相機(jī)理起阻燃作用，而含碳源的含磷環(huán)狀結(jié)構(gòu)可能主要通過凝聚相機(jī)理起作用，因此本發(fā)明采取在DOPO上引入含碳源的含磷環(huán)狀化合物的措施，擬使該衍生物同時(shí)具有氣相和凝聚相阻燃作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種DOPO衍生物阻燃劑及其制備和應(yīng)用，本發(fā)明制備的阻燃劑為磷系阻燃劑，具有阻燃體系好、不含鹵素、有利于環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明提供一種同一分子中既含有DOPO成分又含有含磷環(huán)狀結(jié)構(gòu)的阻燃劑，使之同時(shí)具有氣相和凝聚相阻燃作用；本發(fā)明的含碳源的DOPO衍生物通過DOPO的羥甲基化衍生物與含磷環(huán)狀化合物反應(yīng)制備；本發(fā)明將所制備的DOPO衍生物阻燃劑以共混方式用于環(huán)氧樹脂或聚酯阻燃，及以后整理方式用于紡織品阻燃整理。

本發(fā)明中的DOPO為9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene10-oxide，DOPO)。

本發(fā)明的一種DOPO衍生物阻燃劑，所述阻燃劑的結(jié)構(gòu)式為：

其中R₁,R₂＝H或CH₃。

本發(fā)明的一種DOPO衍生物阻燃劑的制備方法，包括：

(1)將DOPO與甲醛在溶劑中反應(yīng)，得到DOPO的羥甲基化衍生物DOPO-CH₂OH；其中DOPO與甲醛的摩爾比為1:1-2；

(2)將三氯氧磷與多元醇在有機(jī)溶劑中反應(yīng)，得到含磷環(huán)狀化合物；其中三氯氧磷與多元醇的摩爾比為1-2:1；

(3)將DOPO-CH₂OH與含磷環(huán)狀化合物在有機(jī)溶劑中反應(yīng)，即得DOPO衍生物阻燃劑；其中DOPO-CH₂OH與含磷環(huán)狀化合物摩爾比為1-1.5:1。

所述步驟(1)中甲醛為多聚甲醛或37％甲醛水溶液；溶劑為乙醇、甲醇、甲苯、二甲苯、四氫呋喃中的一種或幾種。

所述步驟(1)中反應(yīng)為：60-80℃保溫反應(yīng)4-24h。

所述步驟(2)中多元醇為新戊二醇、1,3-丙二醇中的一種或幾種；有機(jī)溶劑為氯仿、二氯甲烷、四氫呋喃、二氧六環(huán)、乙腈中的一種或幾種。

所述步驟(2)中反應(yīng)為：20-60℃保溫反應(yīng)4-20h。

步驟(3)反應(yīng)在縛酸劑的作用下進(jìn)行，其中縛酸劑為三乙胺、吡啶、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀中的一種或幾種；縛酸劑與含磷環(huán)狀化合物的摩爾比為1-3:1。

所述步驟(3)中有機(jī)溶劑為氯仿、二氯甲烷、四氫呋喃、二氧六環(huán)、乙腈中的一種或幾種。所述步驟(3)中反應(yīng)為：25-65℃保溫反應(yīng)6-24h。

本發(fā)明的一種DOPO衍生物阻燃劑的應(yīng)用，所述DOPO衍生物阻燃劑作為添加型阻燃劑用于環(huán)氧樹脂或聚酯阻燃處理，或DOPO衍生物阻燃劑用于紡織品阻燃后處理。

本發(fā)明制得的DOPO衍生物阻燃劑可作為添加型阻燃劑用于環(huán)氧樹脂或聚酯阻燃處理。也可將制備的DOPO衍生物阻燃劑與分散劑、分散穩(wěn)定劑和水通過研磨制備成阻燃分散體系，作為紡織品后整理用阻燃劑。

有益效果

1.本發(fā)明制備的阻燃劑為磷系阻燃劑，具有阻燃性能好、不含鹵素、有利于環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)；

2.本發(fā)明制備的阻燃劑同一分子中既含有DOPO成分又含有含碳源的含磷環(huán)狀結(jié)構(gòu)，可同時(shí)發(fā)揮氣相和凝聚相阻燃作用；

3.本發(fā)明制備的阻燃劑適用范圍廣，可用作環(huán)氧樹脂或聚酯等的添加型阻燃劑，也可制備成阻燃分散體系用于紡織品阻燃整理；

4.本發(fā)明制備的阻燃劑阻燃處理后的環(huán)氧樹脂或聚酯，以及阻燃整理后的滌綸織物均具有很好的阻燃性。