[發明專利]一種含磷氮阻燃單體及其制備方法

有效

• 申請號: 201610054497.4
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105732705B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 戴李宗;李遠源;陳國榮;吳順偉;袁叢輝;許一婷;曾碧榕
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C07F9/24
• 分類號: C07F9/24
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙)35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及阻燃材料，尤其是涉及一種含磷氮阻燃單體及其制備方法。

背景技術

高分子材料易于加工、品種多、性能優越、價格便宜，其制品廣泛運用于生產、生活的各個方面。但大部分材料阻燃性能較差，危害人們的生命及財產安全。高分子制品的阻燃成為亟需解決的問題。

傳統鹵素阻燃劑在燃燒時生成較多的煙和釋放有刺激性和腐蝕性氣體，污染環境，危害人體健康。歐盟已于2006年禁止使用鹵素阻燃劑。阻燃劑朝著無鹵化、抑煙化、無毒氣體化、協同阻燃等方向發展。

磷系阻燃劑阻燃過程中可產生如下過程，如火焰的抑制、熔滴導致的熱量損失、含磷酸引起的表面阻斷、酸催化炭層的累積和積炭防止炭的進一步氧化等。其分解產物和燃燒產物中腐蝕性、有毒物很少。

氮系阻燃劑燃燒時受熱分解后釋放出氮氣、氨氣、二氧化碳、深度氮氧化物等不燃性氣體，這些不易燃燒氣體阻斷了氧的供應，同時帶走大部分熱量，極大地降低材料的表面溫度，從而達到阻燃效果。

提高高分子材料阻燃性能，磷氮協同阻燃受到研究者的重視。中國專利CN104592300A公開了一種磷氮阻燃劑及其制備方法，該磷氮阻燃劑為添加型小分子阻燃劑，其制備過程會伴有部分副反應，致使產品純度下降。中國專利CN104311818A公開了一種含磷、氮聚合型阻燃劑及其制備方法，該阻燃劑為兩官能度的含磷化合物與三官能度的含氮化合物縮聚而成，制備過程產生較多的小分子化合物。中國專利CN104262553A公開一種含磷氮阻燃嵌段共聚物及其制備方法，通過兩次聚合將磷、氮元素引入阻燃劑，該方法可調節磷氮含量比。但現有的含磷氮阻燃劑，關于含磷氮阻燃單體的報道較少。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含磷氮阻燃單體及其制備方法。

所述含磷氮阻燃單體的化學結構式如下：

所述含磷氮阻燃單體的制備路線如下：

所述含磷氮阻燃單體的制備方法，包括以下步驟：

1)取對苯二胺加入到裝有溶劑的容器中，磁力攪拌至對苯二胺溶解，加入四氯化碳和縛酸劑；將亞磷酸二乙酯用溶劑溶解，再將亞磷酸二乙酯加入容器中反應，反應液過濾后將縛酸劑鹽酸鹽分離，萃洗、旋轉蒸發，提純、干燥后即得反應中間體化合物；

2)將步驟1)得到的反應中間體化合物溶于溶劑中，加入縛酸劑，水浴，再加入甲基丙烯酰氯反應，過濾后將縛酸劑鹽酸鹽分離，萃洗、旋轉蒸發，提純、干燥后即得含磷氮阻燃單體。

在步驟1)中，所述溶劑可選自N,N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃、二氯甲烷、乙腈、氯仿等中的一種；所述縛酸劑可選自三乙胺、吡啶、碳酸氫鈉、碳酸鉀等中的一種；所述反應的時間可為10～24h；所述對苯二胺、四氯化碳、縛酸劑、亞磷酸二乙酯的摩爾比可為1∶(1～3)∶(1～3)∶(1～1.5)；所述將亞磷酸二乙酯加入容器中反應可用恒壓滴液漏斗將亞磷酸二乙酯加入容器中。

在步驟2)中，所述溶劑可選自乙酸乙酯、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、氯仿、甲苯等中的一種；所述縛酸劑可選自三乙胺、吡啶、碳酸氫鈉、碳酸鉀等中的一種；所述反應的時間可為8～16h；所述中間體化合物、縛酸劑、甲基丙烯酰氯的摩爾比可為1∶(1～3)∶(1～1.5)。

本發明所述含磷氮阻燃單體可溶于多種溶劑，選擇性大，反應條件溫和，無需升溫反應。該單體含有磷和氮元素，通過協同阻燃作用提高高分子材料的阻燃能力。該單體為可均聚為大分子阻燃劑，可與丙烯酸類、甲基丙烯酸類、甲基丙烯酰胺類等單體共聚為大分子阻燃劑，所含的雙鍵可與其它小分子化合物發生加成反應，拓展其使用范圍。

本發明所述含磷氮阻燃單體均聚或共聚所得的大分子阻燃劑可添加到環氧樹脂、聚丙烯、聚乙烯等聚合物，在提高材料的阻燃性能的同時，也可改善阻燃劑與基體相容性。

本發明的反應在室溫便可進行，易于控制，操作簡單。該含磷氮阻燃單體適用范圍廣，可均聚為大分子阻燃劑，可以與其他單體共聚為大分子阻燃劑，可作為反應物進行雙鍵的加成反應。可用于聚烯烴類和環氧樹脂材料的阻燃。

附圖說明

圖1為實施例1所得到的含磷氮阻燃單體的¹H NMR核磁譜圖。

圖2為實施例1所得到的含磷氮阻燃單體的³¹P NMR核磁譜圖。

具體實施方式

下面通過實施例和附圖對本發明作進一步的說明。

實施例1