[發明專利]一種磷腈類反應型阻燃劑的合成及其阻燃木質材料的制備方法

有效

• 申請號: 201710771213.8
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107538584B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 姜鵬;陳志林;梁善慶
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院木材工業研究所
• 主分類號: B27K3/02
• 分類號: B27K3/02;B27K3/50;B27K5/00;B27K5/04;C07F9/659
• 代理公司: 北京律恒立業知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11416
• 代理人: 龐立巖;顧珊

本發明公開了一種磷腈類反應型阻燃劑的制備方法，所述磷腈類反應型阻燃劑為下述兩種結構式中的一種：HCCP?Si：和HCCP?SN:本發明還公開了該磷腈類反應型阻燃劑阻燃木質材料的制備方法和應用。

技術領域

本發明涉及有機合成技術領域。更具體地，涉及一種磷腈類含磷阻燃劑及其制備方法和應用。

背景技術

近年來，我國公共場所的惡性火災事故時有發生，造成了大量的人員傷亡和財產損失。針對我國公共場所嚴峻的火災安全形勢，公安部消防局規定公共場所若未按要求采用阻燃制品，驗收一律不予通過。同時，新修訂的《消防法》把公共場所使用不合格消防產品上升到違法的高度。

木質材料特別是人造板材料，在建筑業、家具業、交通、產品包裝等多個公共場所領域被廣泛應用，其主要包括纖維板、刨花板、膠合板等幾大品種，故木質材料的阻燃處理是至關重要的技術之一。目前我國阻燃人造板市場主要采用磷氮系和鹵系阻燃劑，普遍存在產品吸濕結晶、強度低下的問題且阻燃效率不高。

磷腈作為一種高含磷氮量的阻燃劑合成中間體近年來的得到了較為廣泛的研究。六氨基苯氧環三磷腈是一種高含磷、氮量的阻燃劑，首先對于其側基活潑性使得合成具有更多的靈活性，且側基改性后賦予了磷腈更加豐富的功能。在阻燃過程中磷氮化合物發揮磷氮協同效應，同時引入硫、硅等元素將更加有效的提高體系的阻燃性能。

目前對木質材料的阻燃主要是通過浸漬、涂刷或纖維與阻燃劑共混后壓制。浸漬和涂刷工藝對產品生產周期有較大影響，纖維與阻燃劑共混后壓制工藝主要針對纖維板和刨花板，其對工藝要求較高。

本技術通過開發新型綠色環保的反應型阻燃劑，通過在紫外光輻照條件下對木質材料纖維等進行阻燃接枝處理，在保證產品基本理化指標的同時，達到優異的阻燃性能。

發明內容

本發明的第一個目的在于提供兩種磷腈類反應型阻燃劑，該阻燃劑對多官能團的天然高分子，尤其是木質材料具有好的阻燃性，同時對力學性能影響也較小。

本發明的第二個目的在于提供該磷腈類反應型含磷阻燃劑的制備方法，該制備方法簡單，易于操作。

本發明的第三個目的在于用該類阻燃劑處理木質材料的處理工藝及阻燃性能方面應用。

為達到上述第一個目的，本發明提供兩種磷腈類反應型阻燃劑，所述磷腈類反應型阻燃劑的結構式為下述兩種結構式中的一種：

本發明中的超支化的含磷阻燃劑具有多阻燃元素，相比較普通的P/N結構，可更好的發揮多元素阻燃效應，具有更高的阻燃性(提高LOI、垂直燃燒等級、降低熱釋放量等)。

為達到上述第二個目的，本發明提供了該磷腈類反應型含磷阻燃劑HCCP-Si和HCCP-SN的制備方法，所述阻燃劑HCCP-Si是通過將六氨基苯氧環三磷腈與γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷在惰性氣體條件下，在70～95℃的溫度下發生交聯反應獲得的支化類大分子；所述阻燃劑HCCP-SN是通過將六氨基苯氧環三磷腈與對苯二異硫氰酸酯在惰性氣體條件下，在50～80℃的溫度下發生交聯反應獲得的支化類大分子。

優選地，所述HCCP-Si的制備方法包括如下步驟：

1)將六氨基苯氧環三磷腈、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷以及催化劑溶解于溶劑中，在70～95℃溫度下反應1～10h；

2)待反應結束后，冷卻至室溫，將反應所得物過濾，洗滌，于70～90℃溫度下真空烘干，得支化的含磷阻燃劑。

優選地，步驟1)所述六氨基苯氧環三磷腈、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷以及催化劑的質量比為1:6～10:1～5。所述催化劑為三氧化鉍。所述溶劑選自甲醇、四氫呋喃、丙酮、乙醇、二甲基亞砜、二甲苯和水中的一種。