[發明專利]一種磷氮膨脹型阻燃劑及其制備和在聚乳酸中的應用

在審

• 申請號: 202010790014.3
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111848893A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 任亮;張宇;付冬梅;胡敬海;姜曉明;任陽;姜英勇;李佳興;李怡霖
• 申請（專利權）人: 蘇州市工達高分子材料有限公司
• 主分類號: C08G12/08
• 分類號: C08G12/08;C08L67/04;C08L61/22;C07F9/53
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李慧;郭國中

本發明提供了一種磷氮膨脹型阻燃劑及其制備和在聚乳酸中的應用，所述阻燃劑的結構式如式I所示：其中，n為1～1000的整數。其制備方法為將苯基磷酰二氯加入香草醛中反應一段時間，然后加入縛酸劑再反應，再加入對苯二胺進行聚合反應即得。該方法步驟簡單，高效，安全環保，所得阻燃劑屬于聚合物阻燃劑且含有碳源、酸源、氮源、耐高溫，便于工業化批量生產、將該阻燃劑用于聚乳酸材料中，可明顯提高聚乳酸的阻燃性能。

技術領域

本發明涉及阻燃劑高分子材料技術領域，具體地說，涉及一種磷氮膨脹型阻燃劑及其制備和在聚乳酸中的應用。

背景技術

隨著社會的進步，人們生活水平的不斷提高，各種高分子材料廣泛的應用與人們的日常生活中。其中因為這些材料的燃燒從而引起的火災多不勝數，而且高分子材料在燃燒過程中產生的熱量多，溫度高而且產生大量的黑煙，這些問題給逃難，救生，消防工作等都帶來了嚴重困難，所以我們需要對這些高分子材料進行阻燃處理。

膨脹阻燃技術發展于世紀年代中期，是一種新型無鹵阻燃技術。利用該技術對材料進行阻燃處理時，能夠在材料的表面形成有效的碳層從而保護了內部基材受到破壞，同時也會釋放不可燃氣體稀釋氧氣，產生“吹熄效應”有效的阻止了材料的繼續燃燒。膨脹阻燃技術既克服了鹵系阻燃技術燃燒煙霧大，放出有毒和腐蝕性氣體等缺陷；同時也避免了無機氧氧化物阻燃技術添加量大對材料機械性能產生的影響。因此，膨脹阻燃技術已成為當前研究的重要方向之一，研制綜合性能優異且環保的無鹵膨脹阻燃復合材料，具有十分廣闊的發展前景，己成為阻燃研究的重要方向。但是小分子的膨脹型阻燃劑在材料的加工過程中易析出，易遷移同時與材料的相容性不好，因此，合成分子量較大的膨脹型阻燃劑是我們解決這類問題的一個重要手段之一。

在高分子材料中，目前，聚乳酸(光澤度、透明性、手感和耐熱性好)，是一種在日常生活生產中被廣泛應用的高分子聚合物之一。但是聚乳酸極易燃燒，一旦引起火災就很難控制，因此我們需要對聚乳酸進行阻燃改性，提高其在使用過程中的火安全性，使其滿足所需行業的阻燃要求是極其重要的。通常應用在聚乳酸的阻燃劑有鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑、金屬氫氧化物、膨脹型阻燃劑等。目前應用最為廣泛的為磷氮膨脹型阻燃劑，是一種新型的磷氮阻燃劑，這類阻燃劑同時含有酸源、氣源、碳源，能夠同時在氣相和凝聚相發揮作用。以此將膨脹型阻燃劑應用與聚乳酸中來擴大其應用范圍。目前有些阻燃劑如磷酸酯與磷酸三聚氰胺鹽類兩種成分的簡單混合如專利號CN1335332A,CN1923882A等其添加量大阻燃效果不理想等。

發明內容

針對現有技術的缺陷，本發明的目的是提供一種磷氮膨脹型阻燃劑及其制備和在聚乳酸中的應用。該阻燃劑屬于大分子聚合物型阻燃劑，分子量大合成工藝簡單，熱穩定性好適合聚乳酸的加工條件，集碳源，氣源，酸源于一身的環保型阻燃劑。在加入到聚乳酸中明顯的提高了聚乳酸的阻燃性能。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明提供了一種磷氮膨脹型阻燃劑，所述阻燃劑的結構式如式I所示：

其中，n為1～1000的整數。

本發明還提供了一種磷氮膨脹型阻燃劑的制備方法，包括以下步驟：

將苯基磷酰二氯加入香草醛中反應一段時間，然后加入縛酸劑再反應，再加入對苯二胺進行聚合反應即得。反應式如下：

優選地，所述苯基磷酰二氯加入香草醛中反應的時間為1-2小時，加入縛酸劑再反應的時間為4-6小時；所述聚合反應的時間為4-6小時。

優選地，所述香草醛、苯基磷酰二氯、縛酸劑、對苯二胺的摩爾比為1:(0.6-0.7):(2-3):(0.6-0.7)。

優選地，所述香草醛、苯基磷酰二氯、縛酸劑和對苯二胺分別溶解于溶劑中；所述溶劑選自三氯甲烷、二氯甲烷、甲苯、二甲苯中的至少一種。