[發明專利]一種無鹵磷腈類膨脹型阻燃劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201810332560.5
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108467514A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 劉生鵬;殷祥;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: C08K5/5399
• 分類號: C08K5/5399;C08L67/02;C07F9/6581
• 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

本發明公開了一種無鹵磷腈類膨脹型阻燃劑及其制備方法。將縛酸劑和新戊二醇與溶于溶劑中，在惰性氣體保護下升溫至20?60℃；緩慢滴加六氯環三磷腈溶液，0.5?1h滴畢，升溫至40?120℃回流反應4?24h；冷卻后過濾，減壓蒸餾，重結晶，65?90℃真空干燥得到白色固體，為目標產物。本發明的阻燃劑初始分解溫度為300℃，與聚合物共混，具有良好的相容性，且該阻燃劑不溶于水，具有良好的耐遷移性。采用一步法制備，反應原料簡單易得，工藝流程簡單，副產物少，合成效率高，溶劑減壓蒸餾后可回收重復利用，易于產業化。分子結構中無鹵素，燃燒過程中無有毒氣體產生，相較傳統阻燃劑具有發煙量低、綠色無污染的特點。

技術領域

本發明屬于阻燃劑技術領域，具體涉及一種無鹵氮磷阻燃劑及其制備方法。

背景技術

隨著高分子材料的飛速發展，高分子材料的阻燃性能也受到密切關注。目前市場上應用最多的阻燃劑是鹵系阻燃劑，鹵系阻燃劑具有價格低廉、阻燃效率高的優點，但是在其燃燒過程會釋放毒氣體并伴隨有大量濃煙，極易對火災中的受災人群造成二次傷害，對環境也會造成污染破壞。隨著人們環保意識的增強，傳統鹵系阻燃劑逐漸被市場淘汰，研究高效、環保、低毒的新型阻燃劑成為當今阻燃行業發展的必然趨勢。有機磷系阻燃劑是與鹵系阻燃劑并重的有機阻燃劑，因其品種多、用途廣、高效、低毒二備受使用者和研究者青睞。環三磷腈作為一種新型的有機磷系阻燃劑骨架材料，具有穩定的六元環共軛結構而導致熱穩定性能良好，其衍生物在阻燃領域具有廣闊的應用前景。

徐元清，郭紅麗等人，以氯化磷酸二苯酯(DPCP)和新戊二醇(NPG)為原料，以4-二甲氨基吡啶(DMAP)為催化劑，成功合成了新戊二醇雙磷酸二苯酯(NDP)，熱分析表明產品的熱穩定性好。但是該產品沒有解決鹵系阻燃劑對環境不友好的問題，燃燒過程產生的副產物對受災人群造成的二次傷害同樣不可避免。

蘇興勇，汪嬌寧等人，以六氯環三磷腈和季戊四醇為原料，氫氧化鈉為縛酸劑，合成一種含多羥基取代的六氯環三磷腈衍生物，通過極限氧指數表明，在阻燃劑含量3％時，試樣的阻燃級別達到了UL94V-0級。但是該產品反應過程中各種產物之間易發生取代反應，生成不同長度的樹枝狀副產物，導致副產物過多且無法控制反應進程，產物提純過程復雜，不利于工業化生產。

發明內容

本發明目的在于提供一種無鹵環保、具有較好的熱穩定性能和膨脹性能，且阻燃效率高、合成方法簡單的無鹵磷腈類膨脹型阻燃劑及制備方法。

為達到上述目的，采用技術方案如下：

一種無鹵磷腈類膨脹型阻燃劑，結構式如下：

上述無鹵磷腈類膨脹型阻燃劑的制備方法，包括以下步驟：

1)將縛酸劑和新戊二醇與溶于溶劑中，在惰性氣體保護下升溫至20-60℃；

2)緩慢滴加六氯環三磷腈溶液，0.5-1h滴畢，升溫至40-120℃回流反應4-24h；

3)冷卻后過濾，減壓蒸餾，重結晶，65-90℃真空干燥得到白色固體，為目標產物。

按上述方案，所述惰性氣體為氮氣、氦氣或二氧化碳的一種或多種。

按上述方案，所述六氯環三磷腈與新戊二醇的反應摩爾比為1:(3-6)。

按上述方案，所述溶劑為乙腈、丙酮、四氫呋喃、二甲亞砜、二甲基乙酰胺中的一種或多種。

按上述方案，所述縛酸劑為三乙胺、二乙胺、吡啶、氫氧化鈉、碳酸鈉中的一種或多種。

按上述方案，重結晶所用溶劑為四氫呋喃、甲苯、乙酸乙酯、氯仿、二氧六環中的一種或多種。

本發明的有益效果是：