[發明專利]一種含惡二唑環反應型阻燃劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202011111351.1
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112094297A
• 公開（公告）日: 2020-12-18
• 發明（設計）人: 歐陽杰
• 申請（專利權）人: 歐陽杰
• 主分類號: C07F9/653
• 分類號: C07F9/653;C08K5/5399;C08L7/00;C08L91/06;C08K13/04
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本發明公開了一種含惡二唑環反應型阻燃劑及其制備方法，包括：5?(氨基甲基)?1,3,4?噁二唑?2?羧酸乙酯與磷試劑(含磷酰氯基化合物)反應產物經水解制備含惡二唑環反應型阻燃劑；該反應型阻燃劑含雙官能度羧酸，可用作橡膠、塑料、纖維、涂料等高分子材料的反應型阻燃劑；該反應型阻燃劑工藝生產條件簡單、產率較高、后處理過程簡便，適合工業化生產。

技術領域

本發明屬于阻燃劑技術領域，具體涉及一種含惡二唑環反應型阻燃劑及其制備方法。

背景技術

大部分高分子材料因其氧指數較小而易燃燒，因高分子材料燃燒引起的火災已成為現代社會的重大災害之一，火災給人民的生命、財產安全帶來極大的威脅，因此如何降低高分子材料的燃燒性能已成為目前的研究焦點。傳統的鹵系阻燃劑由于在燃燒過程中存在的環境安全隱患問題導致其應用不斷受到限制，隨著一系列法律法規的實施，尋找其合適的替代品已迫在眉睫。磷氮阻燃劑由于其用量少、高效且無毒等優點而成為阻燃家族的新寵，被認為是最有潛力的無鹵阻燃劑。磷氮阻燃劑主要有添加型和反應型兩大類。“添加型”阻燃劑適用于大部分的高分子材料，但是該類阻燃劑要想滿足材料的防火等級要求往往需要較高的添加量。上述阻燃劑往往導致材料的加工性能、力學性能、電學性能或機械性能受到較大的破壞，更糟糕的是該類阻燃劑經常會發生從材料基體內部遷移出來并且在材料表面起霜，從而影響材料的使用壽命及其阻燃性能。而“反應型”阻燃劑可與高分子材料之間通過牢固的共價鍵作用，能有效的解決添加型阻燃劑的缺點，保持材料的各種性能，防止阻燃劑的遷移失效。因此，開發反應型磷氮阻燃劑具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的是針對鹵系阻燃劑的環境安全問題和添加型磷氮阻燃劑用量大等缺點而提供一種反應型磷氮阻燃劑及其制備方法。

為達到上述目的，本發明通過下述技術方案來實現：

一種含惡二唑環反應型阻燃劑，其分子結構式為：

其中，R為烷基或苯基。

上述的含惡二唑環反應型阻燃劑的制備方法，包括如下步驟：

(1)在裝有溶劑的反應器中加入5-(氨基甲基)-1,3,4-噁二唑-2-羧酸乙酯和縛酸劑，隨后滴入磷試劑，攪拌均勻，將溫度控制在40℃～70℃，恒溫反應4～12h，反應完畢后，過濾，取濾液減壓蒸發回收溶劑，得白色固體。

(2)將步驟(1)白色固體溶于無水乙醇中，冰浴下滴加3mol/L甲醇鈉的甲醇溶液，于10℃～50℃反應2～5h。緩慢滴加乙醇稀釋的質量分數為15％～20％的硫酸溶液，調節反應液pH值為7.0～7.5，出現大量白色固體，過濾，取濾液減壓蒸餾得到白色固體，用丙酮重結晶，得到含惡二唑環反應型阻燃劑。

按上述方案，每摩爾5-(氨基甲基)-1,3,4-噁二唑-2-羧酸乙酯需要溶劑為1000mL～2000mL。

按上述方案，所述5-(氨基甲基)-1,3,4-噁二唑-2-羧酸乙酯與磷試劑的摩爾比為2:1～1.2，磷試劑與縛酸劑的摩爾比為1:1。

按上述方案，所述溶劑為氯仿、乙醚、二氯甲烷、四氫呋喃、1,4-二氧六環或二氯乙烷中的一種。

按上述方案，所述縛酸劑為三乙胺、吡啶、氫氧化鈉或者碳酸鈉中的一種。

按上述方案，所述磷試劑為苯膦酰二氯、異丙基二氯磷酸中的一種。

本發明的優點與效果是：

(1)本發明所述的阻燃劑不含鹵素、有效減少了高分子燃燒時有毒有害氣體的排放，減少了對環境的污染和對人體的傷害。本發明提供的阻燃劑可與聚合物單體或低聚物反應，生成阻燃高分子材料，避免了阻燃劑的遷移、析出，使得阻燃作用更持久，且對材料的加工性能及其物理機械性能影響較小。