[發(fā)明專利]苯基改性聚氨基環(huán)三磷腈及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610286285.9
• 申請(qǐng)日: 2016-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN107344951B
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐林生;楊晶巍;畢偉;朱鳳麗;隋曉彤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C07F9/6593
• 分類號(hào): C07F9/6593;C08G79/025
• 代理公司: 青島中天匯智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37241
• 代理人: 郝團(tuán)代

本發(fā)明屬于化工及高分子材料助劑領(lǐng)域的一種新的磷腈化合物(苯基改性聚氨基環(huán)三磷腈)及其制備方法。苯基改性聚氨基環(huán)三磷腈的結(jié)構(gòu)可表示為：式中M代表該化合物通過苯胺和六氯環(huán)三磷腈縮合、再氨化、最后加熱縮聚制得。和聚氨基環(huán)三磷腈相比，苯基改性聚氨基環(huán)三磷腈的水溶性和吸濕性明顯降低，熱穩(wěn)定性也得到改善，因而更適合作為塑料等的阻燃劑。另外，產(chǎn)品的磷收率也明顯提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種新的磷腈化合物及其制備方法，具體地說是苯基改性聚氨基環(huán)三磷腈及其制備方法，該化合物可作為阻燃劑，屬于化工及高分子材料助劑領(lǐng)域。

背景技術(shù)

阻燃劑是一種重要的高分子材料助劑，已報(bào)道的品種很多，主要有鹵系、金屬氫氧化物、磷系阻燃劑等。盡管鹵系阻燃劑因具有優(yōu)異的性價(jià)比而獲得廣泛使用，但由于其使用存在嚴(yán)重的環(huán)境及安全問題，因此，鹵系阻燃劑的應(yīng)用愈來愈受到限制。氫氧化鋁(AHT)和氫氧化鎂(MH)等金屬氫氧化物被譽(yù)為“無公害阻燃劑”，具有不揮發(fā)、不析出、穩(wěn)定性好、煙氣無毒、成本低和資源豐富等優(yōu)點(diǎn)，已成為市場用量最大的阻燃劑。但金屬氫氧化物阻燃效率低，要獲得良好的阻燃效果，所需添加量很大，加上與聚合物的相容性差，因而對(duì)聚合物的加工性能和機(jī)械性能影響很大。磷系阻燃劑具有低煙、低毒、阻燃效率較高等特點(diǎn)，是阻燃劑的發(fā)展方向，但是目前的磷系阻燃劑還存在熱穩(wěn)定性和水解穩(wěn)定性差、阻燃效率偏低等缺點(diǎn)[Morgan A B,Gilman J W.An overview of flame retardancy of polymericmaterials:application,technology,and future directions.Fire Mater.,2013,37:259-279；Bar M,Alagirusamy R,Das A.Flame retardant polymer composites.Fibersand Polymers,2015,16(4):705-717；Idumah C I,Hassan A A,Augustine C.A review ofrecent developments in flammability of polymer nanocomposites.Reviews inChemical Engineering,2015,31(2)：149-177]。

磷腈是一類以磷、氮元素交替排列而成，具有穩(wěn)定的磷氮骨架結(jié)構(gòu)的化合物。其獨(dú)特的磷、氮雜化結(jié)構(gòu)和高的磷、氮含量使之具有良好的熱穩(wěn)定性和阻燃性。磷腈具有無鹵、燃燒時(shí)發(fā)煙量少、阻燃效率高、不產(chǎn)生有毒和腐蝕性氣體等優(yōu)點(diǎn)而被認(rèn)為是第二代磷系阻燃劑，是今后阻燃劑的發(fā)展方向[寶冬梅，劉吉平.磷腈類化合物在阻燃材料中的應(yīng)用研究進(jìn)展.中國阻燃，2011，(3)：15-19；錢立軍.當(dāng)前磷系阻燃劑的研究與發(fā)展現(xiàn)狀.中國阻燃，2011，(3)：2-4]。聚氨基環(huán)三磷腈是一類新的磷腈阻燃劑，對(duì)聚乙烯、聚丙烯和環(huán)氧樹脂等具有良好的阻燃作用[唐林生，李莉，王勇，等.一種由聚氨基環(huán)三磷腈和三(2-羥乙基)異氰尿酸酯復(fù)配而成的膨脹型阻燃劑.CN103524885B,2015-08-26；柯楊,趙靜,成國亮,等.聚氨基環(huán)三磷腈對(duì)環(huán)氧樹脂固化物的阻燃作用.現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用，2016,28(1)：34-37]，但聚氨基環(huán)三磷腈水溶性偏高，吸濕性較強(qiáng)，熱穩(wěn)定性較差，因而其應(yīng)用受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服聚氨基環(huán)三磷腈的以上缺點(diǎn)，本發(fā)明的發(fā)明者對(duì)聚氨基環(huán)三磷腈的改性進(jìn)行了深入研究。基于六苯基環(huán)三磷腈具有易于合成、熱穩(wěn)定性好、不溶于水和吸濕性小等特點(diǎn)，本發(fā)明的發(fā)明者用疏水性的苯胺基部分取代六氨基環(huán)三磷腈中的氨基，然后再縮聚制得了 苯基改性聚氨基環(huán)三磷腈，其合成原理及結(jié)構(gòu)如下：

本發(fā)明的苯基改性聚氨基環(huán)三磷腈的制備步驟如下：

(1)原料準(zhǔn)備：稱量六氯環(huán)三磷腈、苯胺、三乙胺、氯苯和液氨；六氯環(huán)三磷腈、苯胺、三乙胺、氯苯和液氨的質(zhì)量比為1：0.25～0.85：0.30～0.85：2.5～4.5:0.6～1.0。