[發明專利]一種含磷、氮環氧樹脂阻燃劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201710594535.X
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107501606A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 梁兵;劉曉麗
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: C08K5/5399
• 分類號: C08K5/5399;C08L63/00;C08G59/40;C07F9/44
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司21205
• 代理人: 張志剛

技術領域

本發明涉及阻燃劑及其制備方法，特別是涉及一種含磷、氮環氧樹脂阻燃劑及其制備方法。

背景技術

環氧樹脂本身是熱塑性的線性結構，不能直接拿來用，必須在其中加入固化劑生成三維網狀結構后才能使用，固化劑種類不同，其用途也不相同。環氧樹脂由于其優良的粘接，防腐蝕、成型形和熱穩定性等性能廣泛應用于各個領域，它有一個很大的缺點就是易燃，因此阻燃型環氧樹脂固化劑的研究十分必要。

目前，目前公認的市場化的最有效的環氧樹脂阻燃劑是鹵系阻燃劑，但隨著研究的深入，人們發現鹵系阻燃劑在燃燒過程中會釋放出許多既有害人體健康又嚴重污染環境的氣體，同時還會使使用；鹵系阻燃劑的制品無法回收和在利用，造成許多資源浪費。因此，無鹵阻燃劑的研究對環氧樹脂的的未來發展有重要意義。

傳統環氧樹脂要想達到阻燃效果通常要添加阻燃劑，環氧樹脂阻燃研究的方向日益趨向于無鹵化。如何取代鹵素，研制高效、低毒、低煙的無鹵環保型阻燃劑及新型阻燃環氧樹脂材料成為了國內外學者的研究熱點。

許多技術已經應用于環氧樹脂的阻燃。傳統的添加型阻燃劑由于存在與基體的相容性差，易遷移，且會對基體的力學性能產生嚴重影響。因此，可以與環氧樹脂進行反應，以化學鍵的形式接入到環氧樹脂中，對環氧樹脂的力學性能的影響較小或增強環氧樹脂的力學性能的反應型阻燃固化劑就顯出了巨大的優勢。

發明內容

本發明的目的在于提供一種含磷、氮環氧樹脂阻燃劑及其制備方法，本發明含有磷、氮兩種阻燃元素，既可以參與環氧樹脂的固化，同時，具有阻燃效率高和無鹵、低煙、低毒等特點，不但能減少添加劑用量，降低添加劑對基材力學性能的影響，還可以減少其燃燒時有毒氣體和腐蝕性氣體的產生，符合當代環保要求。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種含磷、氮環氧樹脂阻燃劑，所述磷、氮環氧樹脂阻燃固化劑原料包括苯基膦酰二氯與鄰苯二胺，該阻燃劑具有以下結構：

；

磷、氮阻燃固化劑中苯基膦酰二氯和鄰苯二胺投料摩爾比為1:2到1:3；所用溶劑為乙醚、氯仿的一種或其任意比例的混合物。

一種含磷、氮環氧樹脂阻燃劑制備方法，所述方法包括以下過程：

該阻燃固化劑的制備方法一步即可完成，將苯基膦酰二氯與鄰苯二胺在惰性氣體導入下攪拌反應，產物經過濾、洗滌、干燥處理，得白色固體；

上述過程用化學反應式表示為：

所述的一種含磷、氮環氧樹脂阻燃劑及其制備方法，其特征在于，所述合成磷、氮阻燃固化劑中，反應溫度控制在30-60℃；反應時間為10~15h。

所述的一種含磷、氮環氧樹脂阻燃劑及其制備方法，所述合成磷、氮阻燃固化劑中，所用惰性氣體為氮氣、氬氣或氦氣中的一種。

所述的一種含磷、氮環氧樹脂阻燃劑及其制備方法，所述合成磷、氮阻燃固化劑中，洗滌溶劑為氯仿、乙醇中的一種。

所述的一種含磷、氮環氧樹脂阻燃劑及其制備方法，所述合成磷、氮阻燃固化劑中，干燥溫度為60~80℃。

本發明的優點與效果是：

1、本發明提供的一種含磷、氮環氧樹脂阻燃劑，既可以作為一種環氧樹脂的固化劑，又具阻燃效果，同時固化物的力學性能良好。

2、本發明提供的一種含磷、氮環氧樹脂阻燃劑，具有低毒、高效環保的優點，有利于可持續發展。

3、本發明提供的制備方法簡單，條件溫和，易于控制，所得的產品純度高，后處理方便。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行詳細說明。

實施例1：

在裝有冷凝管、氮氣導管，溫度計和磁力攪拌的250ml三口瓶中加入DCPPO 19.498g(0.1mol)，氯仿100ml做溶劑，準確量取鄰苯二胺22.709(0.21mol)加入到恒壓滴液漏斗中，控制滴加速率，4h內滴加完畢，在45℃下氮氣保護反應6h結束。產物經過濾、洗滌，然后在60℃真空干燥箱干燥12h，得到白色固體粉末。

實施例2：

在裝有冷凝管、氮氣導管，溫度計和磁力攪拌的250ml三口瓶中加入DCPPO 19.498g(0.1mol)，氯仿100ml作溶劑，準確量取鄰苯二胺27.035(0.25mol)，控制滴加速率，4h內滴加完畢，在50℃下氮氣保護反應6h結束。產物經過濾、洗滌，然后在60℃真空干燥箱干燥12h，得到白色固體粉末。

實施例3

在裝有冷凝管、氮氣導管，溫度計和磁力攪拌的250ml三口瓶中加入DCPPO 19.498g(0.1mol)，乙醚110ml作溶劑，準確量取鄰苯二胺22.709 (0.21mol)，控制滴加速率，4h內滴加完畢，在50℃下氮氣保護反應6h結束。產物經過濾、洗滌，然后在60℃真空干燥箱干燥12h，得到白色固體粉末。