[發明專利]含DOPO的咪唑磺酸鹽離子液體阻燃劑、制法和應用

有效

• 申請號: 201710961383.2
• 申請日: 2017-10-17
• 公開（公告）號: CN107652468B
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 汪秀麗;史月全;李英奇;賈蘊婉;李德福;趙禧;王玉忠
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: C08K5/5313
• 分類號: C08K5/5313;C08L63/00;C07F9/6574
• 代理公司: 成都玖和知識產權代理事務所(普通合伙) 51238
• 代理人: 胡琳梅

1.一種含DOPO結構的咪唑磺酸鹽離子液體阻燃劑，其特征在于，所述阻燃劑的化學結構如式<Ⅰ>所示：

其中，X為烷基、苯基或9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)；Y為烷基、乙烯基、苯基、或對甲苯基；所述DOPO基團的化學結構如式<Ⅱ>所示；

所述阻燃劑是通過如下方法制備的：所述方法包括如下步驟：

(1)在氮氣保護下，將9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)與溶劑A混合均勻，加熱使其溶解在溶劑A中，然后再加入多聚甲醛，然后在攪拌的條件下加熱到50～200℃反應5～8h，得到反應中間體Ⅰ；

(2)在氮氣保護下，將中間體Ⅰ和縛酸劑依次加入到溶劑B中，攪拌至中間體Ⅰ基本溶解后，再加取代磺酰氯，并在20～70℃下反應2～10h，反應結束后蒸餾除去溶劑B，再經洗滌、干燥后得到中間體Ⅱ；

(3)將所得中間體Ⅱ先完全溶解在溶劑C中，然后加入取代咪唑，并在N₂保護下升溫至40～130℃反應24～72h，蒸餾除去溶劑C，經洗滌、干燥后即可得到產物；

所述溶劑A為二甲苯、乙腈、甲苯中的至少一種；溶劑B為丙酮、乙腈、二氯甲烷的至少一種；溶劑C為丙酮、乙腈、1-甲基咪唑、1-乙基咪唑、1-丙基咪唑中的至少一種。

2.根據權利要求1所述的阻燃劑，其特征在于，所述烷基中的碳原子個數為1～20中的任一正整數。

3.根據權利要求2所述的阻燃劑，其特征在于，所述烷基中的碳原子個數為1～8中的任一正整數。

4.制備據權利要求1-3所述的阻燃劑的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

(1)在氮氣保護下，將9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)與溶劑A混合均勻，加熱使其溶解在溶劑A中，然后再加入多聚甲醛，然后在攪拌的條件下加熱到50～200℃反應5～8h，得到反應中間體Ⅰ；

(2)在氮氣保護下，將中間體Ⅰ和縛酸劑依次加入到溶劑B中，攪拌至中間體Ⅰ基本溶解后，再加取代磺酰氯，并在20～70℃下反應2～10h，反應結束后蒸餾除去溶劑B，再經洗滌、干燥后得到中間體Ⅱ；

(3)將所得中間體Ⅱ先完全溶解在溶劑C中，然后加入取代咪唑，并在N₂保護下升溫至40～130℃反應24～72h，蒸餾除去溶劑C，經洗滌、干燥后即可得到產物；

所述溶劑A為二甲苯、乙腈、甲苯中的至少一種；溶劑B為丙酮、乙腈、二氯甲烷的至少一種；溶劑C為丙酮、乙腈、1-甲基咪唑、1-乙基咪唑、1-丙基咪唑中的至少一種。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述多聚甲醛與9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物的摩爾量相等。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，所述縛酸劑與中間體Ⅰ的摩爾比為1～1.5:1；和/或，步驟(2)中，中間體Ⅰ與取代磺酰氯的摩爾比為1:1～1.5。

7.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，所述取代咪唑與中間體的摩爾比為1～1.5:1。

8.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述取代磺酰氯的化學結構式如式<Ⅲ>所示：

其中，A為烷基、乙烯基、苯基或對甲苯基。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，A中所述烷基中的碳原子個數為1～20中的任一正整數。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，A中所述烷基中的碳原子個數為1～8中的任一正整數。

11.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述取代咪唑的化學結構式如式<Ⅳ>所示：

其中，B為烷基、苯基或磷酸酯基。