[發明專利]一種膨脹型阻燃劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201710067373.4
• 申請日: 2017-02-06
• 公開（公告）號: CN106832406A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 任元林;程博聞;朱文舉;劉曉輝
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: C08K5/5399
• 分類號: C08K5/5399;C07F9/6574
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙)12210
• 代理人: 李濟群,王瑞

技術領域

本發明涉及阻燃劑領域，具體為一種膨脹型阻燃劑及其制備方法。

背景技術

阻燃劑是抑制或延緩易燃材料燃燒的功能性助劑，是高分子材料或高分子聚合物重要的助劑之一。隨著人們安全及環保意識的增強，使用具有阻燃性能的材料及紡織品逐漸成為人們追求的目標，傳統高效阻燃劑(如鹵系阻燃劑)，雖具有較好的阻燃性能，但在燃燒時易產生腐蝕性氣體、大量煙霧及有毒粉塵等問題，使其在應用過程中受到限制。因此開發環保、高效、低毒、無煙阻燃劑是阻燃劑發展的重要趨勢。

含有氮、磷等主要阻燃元素的膨脹型阻燃劑，受熱后可以在可燃物表面生成膨松且封閉的隔氧炭質泡沫層，起到良好的阻燃效果，該類型阻燃劑不僅具有隔氧、消煙、防滴落等特點，同時可以釋放出不燃氣體，是同時含有酸源、炭源及氣源的新型高效阻燃劑，其低煙、低毒、添加量少，相容性和熱穩定性良好的特點使其成為阻燃劑的發展趨勢之一。

硫元素作為重要的阻燃元素，其與氮、磷的協效作用，可以提高氮、磷膨脹型阻燃劑的阻燃性能，發展含有氮、磷、硫三種及以上阻燃元素的高效、環保、少添加量的阻燃劑對于易燃高分子材料的阻燃性能來講十分必要。

申請號200410018777.7公開了一種纖維素用阻燃劑及其制造方法，該阻燃劑為1,2-(2-硫代-5,5-二甲基-1,3,2-二氧磷雜環己-2-氨基)乙烷，該阻燃劑同時含有氮、磷、硫阻燃成分，具有添加量少，阻燃效果好，低毒、環保等優點。申請號200810238723.X公開了一種磷-氮膨脹型阻燃劑及其制備方法，該類型阻燃劑熱穩定性高、與基體相容性好，添加量少、成炭性高，是集酸源、炭源、氣源于一體的高效、無毒、環保型阻燃劑。文獻中阻燃劑具備了高效、無毒、環保等優點，但效率和添加量還有很大提升空間，同時阻燃劑合成存在反應溫度高，產率低及操作復雜等問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種膨脹型阻燃劑及其制備方法。該阻燃劑是含有氮、磷、硫阻燃成分的膨脹型阻燃劑。該制備方法采用一鍋法合成工藝，反應條件溫和，制備工藝簡單，阻燃成分含量高，阻燃效率高，適宜于工業化大規模生產。

本發明解決所述阻燃劑技術問題的技術方案是，提供一種膨脹型阻燃劑，其特征在于所述阻燃劑的中文名稱是：1,2-二(2-硫代-1,3-二氧-2-磷雜環己-2-氨基)乙烷，英文名稱是：2,2'-(ethane-1,2-diylbis(azanediyl))bis(1,3,2-dioxaphosphinane-2-sulfide)；所述阻燃劑的結構式是：

本發明解決所述制備方法技術問題的技術方案是，提供一種膨脹型阻燃劑的制備方法，其特征在于具體步驟如下：

(1)將摩爾比為1:2～2.5的1,3-丙二醇和縛酸劑加入到溶劑中，溶解后得到均一溶液；

(2)在-20～60℃的溫度下向溶液中滴加三氯硫磷，升高溫度，在室溫～80℃的溫度下反應至反應終點；三氯硫磷與1,3-丙二醇的摩爾比為1:1～1.5；

(3)然后再將反應體系降溫至-20℃～室溫，加入縛酸劑，再滴加乙二胺，在-20℃～60℃的溫度下反應至反應終點；乙二胺與1,3-丙二醇的摩爾比為1～1.2:2；縛酸劑與乙二胺的摩爾比為2～2.5:1；

(4)萃取，重結晶后得到白色固體產品，即所述膨脹型阻燃劑1,2-二(2-硫代-1,3-二氧-2-磷雜環己-2-氨基)乙烷；

所述縛酸劑為胺類有機堿或者吡啶類有機堿。

與現有技術相比，本發明有益效果在于：本發明所述膨脹型阻燃劑的制備方法采用一鍋法合成工藝，反應溫度在-20℃-80℃之間，采用縛酸劑為胺類有機堿或者吡啶類有機堿促進反應的進行，反應條件溫和，制備工藝簡單，阻燃成分含量高，阻燃效率高，適宜于工業化大規模生產，且符合綠色環保要求。

附圖說明

圖1為本發明膨脹型阻燃劑的反應方程式；

圖2為本發明膨脹型阻燃劑的紅外譜圖；

圖3為本發明膨脹型阻燃劑的核磁氫譜；

圖4為本發明膨脹型阻燃劑的核磁碳譜；

圖5為本發明膨脹型阻燃劑的核磁磷譜；

具體實施方式

下面給出本發明的具體實施例。具體實施例僅用于進一步詳細說明本發明，不限制本申請權利要求的保護范圍。