[發(fā)明專利]一種DDP聚磷酸酯阻燃劑及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011151760.4
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112225902B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋曉峰;孫奇浩;張寶昌;魏君格;陳興;沈月石
• 申請（專利權(quán)）人: 長春工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08G79/04
• 分類號: C08G79/04;C08L85/02;C08K5/5313;C07F9/6574;C08L67/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明涉及一種新型聚磷酸酯阻燃劑的制備方法，利用9，10?二氫?10[2，3?二（羥基羰基）丙基]?10?膦?10?氧化物（DDP）與乙二醇熔融酯化反應(yīng)合成雙羥乙基DDP，然后苯基磷酰二氯與雙羥乙基DDP進(jìn)行縮聚反應(yīng)合成DDP的聚磷酸酯阻燃劑。本方法具有合成工藝簡單，成本低的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于阻燃劑領(lǐng)域，涉及一種DDP聚磷酸酯阻燃劑及其制備方法。

背景技術(shù)

高分子材料由于其具有良好的機(jī)械性能，易于加工成型，及其耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，目前其已廣泛用。但是，由于高分子材料屬于易燃材料，并且燃燒會伴隨著熔滴現(xiàn)象，這將進(jìn)一加劇大火勢的蔓延，給人類生命和財(cái)產(chǎn)安全造成極大威脅。因此，提高高分子材料的火災(zāi)安全性對于保護(hù)人的生命，降低因高分材料火災(zāi)所帶來的財(cái)產(chǎn)經(jīng)濟(jì)損失具有極其重要的意義。

傳統(tǒng)的的高分子阻燃方式主要是在在材料加工成型的過程中加入阻燃劑，其中，鹵素阻燃劑由于其價(jià)格便宜、高效而被廣泛應(yīng)用于高分子材料的阻燃改性。但由于其在燃燒過程中會有有毒氣體和腐蝕性煙霧的排放而逐漸被限制應(yīng)用。因此，無鹵阻燃劑的研究已經(jīng)成為當(dāng)今阻燃領(lǐng)域的主流方向，其中，磷系阻燃劑作為一種無鹵環(huán)保阻燃劑備受關(guān)注。磷系阻燃劑在熱解時(shí)能夠產(chǎn)生磷酸或多聚磷酸等酸性物質(zhì)促使聚合物降解形成碳層，同時(shí)燃劑燃燒過程中能夠產(chǎn)生含有PO?和PO₂?等含磷自由基，能夠與聚合物基體交聯(lián)形成熱穩(wěn)定性良好的聚合物網(wǎng)絡(luò)，從而起到阻燃的作用；具有高效，環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。但是，目前使用的磷系阻燃劑多為小分子阻燃劑，在聚合物中易遷移。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述背景中提出的問題，本發(fā)明提供一種DDP聚磷酸酯阻燃劑及其制備方法，其結(jié)構(gòu)含有磷，磷化合物可以PO?和PO₂?等含磷自由基，促進(jìn)成碳；同時(shí)聚磷酸酯阻燃劑還可以改善阻燃劑在聚合物中的遷移問題，改善其在聚合物中的分善性。因此，這種阻燃劑具有高效阻燃的效果。

本發(fā)明提供一種DDP聚磷酸酯阻燃劑，所述阻燃劑結(jié)構(gòu)：

本發(fā)明提供一種DDP聚磷酸酯阻燃劑的制備方法，所述制備路線如下：

具體過程包括：

在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將DDP于乙二醇加入三口瓶中升溫至一定溫度下，熔融反應(yīng)8-12小時(shí)，減壓除去多余乙二醇得到淡黃色羥乙基DDP,然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將三乙胺(TEA)、羥乙基DDP、二氯甲烷加入三口燒瓶中，在一定溫度下通過恒壓滴液漏斗緩慢滴入二氯甲烷和苯基磷酰二氯，滴加完畢后升溫反應(yīng)一段時(shí)間。反應(yīng)結(jié)束后，將得到的溶液抽濾除去三乙胺鹽酸鹽，濾液經(jīng)水洗分液，油層用無水硫酸鎂干燥減壓蒸餾除去溶劑，即可得到含DDP聚磷酸酯阻燃劑。

附圖說明

附圖1 DDP聚磷酸酯的核磁譜圖；

附圖2 DDP聚磷酸酯的熱曲線；

附圖3 DDP聚磷酸酯PLLA復(fù)合材料的LOI測試數(shù)據(jù)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

DDPEG的熔融合成：將3g DDP阻燃劑和1.45g 乙二醇置于三口燒瓶中，然后將燒瓶置于油浴鍋中，升溫至180℃攪拌使反應(yīng)物溶解。在此溫度下繼續(xù)反應(yīng)12小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后減壓蒸出多余的乙二醇，得到淡黃色固體產(chǎn)物。

PDPEG的合成：向裝有氯化鈣干燥管和機(jī)械攪拌的100mL三口燒瓶中加入3gDDPEG，1.13g TEA和20mL二氯甲烷。在冰水浴和氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將PPD 1.34g和二20m1氯甲烷混合液滴加到上述反應(yīng)體系中。滴完后繼續(xù)反應(yīng)2h，然后升溫至60℃繼續(xù)反應(yīng)24h。反應(yīng)結(jié)束后過濾三乙胺鹽酸鹽副產(chǎn)物，濾液分別用10％的NaHCO₃水溶液和飽和氯化鈉水溶液洗滌，然后利用無水硫酸鎂對其進(jìn)行干燥處理，減壓蒸餾，得到產(chǎn)物DPPEG。

阻燃復(fù)合材料的制備：將聚乳酸與合成的聚磷酸酯阻燃劑以不同比例在氯仿中進(jìn)行共混，然后將混合液緩慢的倒入模具中，自然揮發(fā)溶劑。然后于60℃烘箱中真空干燥5天，制樣，將不同共混比例的樣條氧指數(shù)測定儀進(jìn)行氧指數(shù)（LOI）測試，聚磷酸酯的加入聚乳酸中可使聚乳酸的LOI顯著提高。測試結(jié)果如附圖3所示。