[發明專利]一種三聚氰胺鹽類阻燃劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201810332539.5
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108440431B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 劉生鵬;何文平;許莉莉;丁一剛;熊蕓;孫國鋒;吳曉宇
• 申請（專利權）人: 武漢工程大學
• 主分類號: C07D251/54
• 分類號: C07D251/54;C07D251/56;C07F9/6584;C08K5/5399;C08L23/12
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;劉洋

本發明公開了一種三聚氰胺鹽類阻燃劑及其制備方法。將鄰苯二胺溶解于無水二氯甲烷，在惰性氣體保護下緩慢滴加三氯氧磷，滴加溫度為0～20℃，1～2h滴畢，升溫至60～70℃反應3～5h；反應完畢后過濾，洗滌，重結晶，干燥得到中間體鄰苯二胺磷酰氯；將所得鄰苯二胺磷酰氯、三聚氰胺、縛酸劑、去離子水與有機溶劑組成的混合溶劑充分混合，在惰性氣體保護下加熱升溫至50?100℃，反應6?24h；反應完畢后，過濾，洗滌，取濾餅重結晶，干燥得到鄰苯二胺磷酸酯三聚氰胺鹽。本發明的阻燃劑的初始分解溫度為350℃，熱穩定性良好，可以與大部分高分子材料融融共混，且相容性良好，本發明不溶于水，具有良好的耐遷移性。

技術領域

本發明屬于阻燃劑技術領域，具體涉及一種三聚氰胺鹽類阻燃劑及其制備方法。

背景技術

無鹵膨脹型阻燃劑大多是氮磷協同類阻燃劑，通常由酸源、炭源、氣源組成；材料受熱燃燒時，阻燃劑中的酸源快速與炭源中的羥基發生酯化交聯成炭反應，形成富炭熔融物；同時氣源釋放出氮氣和水蒸氣等不燃氣體，使富炭熔融物膨脹發泡；隨后體系發生膠化和固化，形成致密多孔的膨脹炭層，既可以阻止材料內部的進一步降解又能隔熱隔氧，從而達到阻燃的目的。

三聚氰胺(MA)及其鹽類阻燃劑作為膨脹型無鹵阻燃劑具有低煙、低毒、低腐蝕性、阻燃效率高、穩定性高等特點。但此類阻燃劑存在分散性差、具有一定的水溶性、對材料機械性能影響較大等缺陷。因此，三聚氰胺鹽類阻燃劑還需要進一步的研制和開發，以解決上述存在的問題。

專利申請公布號CN105294767A，杜隆超等將鄰苯二胺磷酰氯與3-環己烯-1-甲醇在縛酸劑和有機溶劑的存在下反應制備鄰苯二胺磷酰氯縮3-環己烯-1-甲醇酯；雖然引入了豐富的碳但是氣源的缺乏使其在形成膨脹炭層方面還有所欠缺，這導致產品的阻燃性能下降，使得產品在材料的添加量過多。

專利申請公布號CN101638421A，夏迎松等將鄰苯二胺磷酰氯與季戊四醇進行酯化反應，所得產品中只有炭源和酸源，沒有氣源，在燃燒過程中無法形成膨脹炭結構，阻燃效率低，且在鄰苯二胺磷酰氯的制備過程中需要0℃加料并添加縛酸劑，工藝條件復雜，產率較低。

專利申請公布號CN104478817A，彭治漢等合成了一種三聚氰胺三聚硫氰酸鹽，雖然有豐富的氣源，但是缺乏酸源，燃燒后殘炭量少，并且在阻燃測試中效果不是很理想。

發明內容

本發明目的在于提供一種無鹵環保、具有較好熱穩定性和膨脹性能，且阻燃效率高的新型阻燃劑；且制備方法簡單。

為達到上述目的，采用技術方案如下：

三聚氰胺鹽類阻燃劑，其具有以下結構式：

上述三聚氰胺鹽類阻燃劑的制備方法，包括以下步驟：

1)鄰苯二胺磷酰氯制備：

將鄰苯二胺溶解于無水二氯甲烷，在惰性氣體保護下緩慢滴加三氯氧磷，滴加溫度為0～20℃，1～2h滴畢，升溫至60～70℃反應3～5h；反應完畢后過濾，洗滌，重結晶，干燥至恒重后得粉紅色固體，得到中間體鄰苯二胺磷酰氯；

2)鄰苯二胺磷酸酯三聚氰胺鹽制備：

將所得鄰苯二胺磷酰氯、三聚氰胺、縛酸劑、去離子水與有機溶劑組成的混合溶劑充分混合，在惰性氣體保護下加熱升溫至50-100℃，反應6-24h；反應完畢后，過濾，洗滌，取濾餅重結晶，干燥至恒重后得到淺藍色晶體，得到鄰苯二胺磷酸酯三聚氰胺鹽。

按上述方案，步驟1中鄰苯二胺與三氯氧磷的反應摩爾比為1:(1～1.5)。

按上述方案，步驟2中鄰苯二胺磷酰氯與三聚氰胺的反應摩爾比為1:(1～3)。

按上述方案，步驟2中有機溶劑為1,4-二氧六環、甲醇、乙醇、乙腈、四氫呋喃中的一種或者任意混合。