[發明專利]一種大分子膨脹阻燃劑的制備方法

有效

• 申請號: 201610077108.X
• 申請日: 2016-01-30
• 公開（公告）號: CN105601857B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 高明;孫彩云;李勇軍
• 申請（專利權）人: 華北科技學院
• 主分類號: C08G12/36
• 分類號: C08G12/36;C08G12/40;C09K21/14
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本發明公開了一種大分子膨脹阻燃劑的制備方法，包括如下步驟：步驟1、三聚氰胺?雙氰胺樹脂的合成；步驟2、季戊四醇二磷酸酯的合成；步驟3、季戊四醇二磷酸酯三聚氰胺?雙氰胺樹脂鹽的合成。本發明是向步驟1制得的三聚氰胺?雙氰胺樹脂中在攪拌狀態下逐滴加入步驟2制得的季戊四醇二磷酸酯，二者質量比為1?2∶1，加入完全后，在50℃下反應10?20min，制成季戊四醇二磷酸酯三聚氰胺?雙氰胺樹脂鹽，即大分子膨脹阻燃劑。本發明既能保持雙環籠狀磷酸酯的優異阻燃性能，又能降低成本，對聚合物材料物理性能影響小，不吸潮，制備過程采用水作溶劑，符合環保發展要求，具有相當大的應用發展前景。

技術領域

本發明屬于阻燃材料技術領域，更具體的涉及一種大分子膨脹阻燃劑的制備方法。

背景技術

以聚合物為基礎材料的塑料、橡膠、纖維是20世紀崛起并得到飛速發展的三大合成材料，已成為整個國發經濟、科學技術和軍工國防各個領域不可缺少的重要材料。然而多數聚合物材料均屬易燃材料，在高溫、熱源等條件下容易引起火災，造成巨大的人員傷亡和經濟損失。含鹵聚合物或與含鹵阻燃劑組合而成的阻燃聚合物具有優良的阻燃性能，一直以來作為阻燃材料被廣泛應用。但是，火災發生時，這類含鹵阻燃材料會產生大量的煙霧和有毒的腐蝕性鹵化氫氣體，造成成二次危害。為此，歐盟在2002年3月公布的《限制有害物質指令》規定，從2006年7月1日起，在歐盟國家銷售的所有電子電器設備不能含多溴聯苯和多溴二苯醚等含溴阻燃劑，這使得含鹵素阻燃劑的使用受到了限制，無鹵阻燃劑已成為阻燃劑發展的一個重要趨勢。阻燃劑的無鹵化也為阻燃工作者提供了一個難得的研究契機。

膨脹阻燃劑(IFR)以其特有的阻燃作用和阻燃機理，以及低煙、低毒的優勢在阻燃領域占有越來越重要的地位，被認為是實現阻燃劑無鹵化進程的重要途徑之一。IFR主要是由炭源、酸源和氣源三部分組成。含有這類阻燃劑的聚合物受熱時，IFR中的酸源催化炭源炭化，氣源釋放出大量氣體使炭化層膨脹，最終在聚合物表面生成一層均勻的炭質泡沫層，隔熱、隔氧、抑煙，并能防止熔滴，因此具有良好的阻燃性能，應用前景廣闊。

目前阻燃性能較好的IFR主要是環狀磷酸酯，特別是以季戊四醇為基質的雙環籠狀磷酸酯化合物，是公認的膨脹型阻燃劑中的佼佼者。從上世紀60年代Verkade等首次合成了1-氧基磷雜-4-羥甲基-2，6，7-三氧雜雙環辛烷(簡稱PEPA)至今，一直被阻燃研究者廣泛關注和研究，期間合成了多種此類化合物，例如季戊四醇二磷酸酯三聚氰胺鹽(簡稱PDM)、雙(季戊四醇磷酸酯醇)三聚氰胺磷酸酯/鹽(簡稱Melabis)、三(1-氧代-1-磷雜-2，6，7-三氧雜雙環[2.2.2]辛烷-4-亞甲基)磷酸酯(簡稱Trimer)等，它們都是以季戊四醇為基質的雙環籠狀磷酸酯，具有新穎的籠狀結構，分子呈高度對稱，兼具豐富的炭源和酸源，并且熱穩定性優異，成炭性好，低毒、低煙，符合阻燃劑無鹵化的要求和綠色環保的發展理念，成為近年來阻燃領域非常活躍的研究熱點之一。

然而，這些膨脹阻燃劑存在如下主要問題：

(1)合成過程一般采用價格比較昂貴的POCl3為原料提供膨脹阻燃劑中的酸源；

(2)合成反應在乙腈、CH2Cl2和CCl4等有機溶劑中進行，成本較高，環境污染，操作復雜，后處理麻煩；

(3)屬于小分子阻燃劑，易吸潮；

(4)分子量低，對聚合物材料本身的物理性能影響大。

因此，廉價、高效、環保且對聚合物性能影響小的高分子膨脹阻燃體系已成為當今阻燃領域發展的一個重要方向。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術技術的不足，提供一種大分子膨脹阻燃劑的制備方法。

本發明是這樣實現的，一種大分子膨脹阻燃劑的制備方法，包括如下步驟：