[發明專利]一種添加型可交聯阻燃劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202011509590.2
• 申請日: 2020-12-19
• 公開（公告）號: CN112645983B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 鄭鵬倫;劉全義;彭孝亮;王東輝
• 申請（專利權）人: 中國民用航空飛行學院
• 主分類號: C07F9/6574
• 分類號: C07F9/6574;C08K5/5313;C08L63/02
• 代理公司: 成都東恒知盛知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 羅江

本發明公開了一種添加型可交聯阻燃劑及其制備方法，作為一種無鹵環保型阻燃劑，可用于高分子聚合物的阻燃。本發明首先在乙醇中完成DOPO和3?氨基苯氧基鄰苯二甲腈單體的接枝，制備含腈基的磷氮協同阻燃劑單體，實驗條件溫和，溶劑毒害性相對較小，易于實現工業化生產。此單體已可作為常規添加型阻燃劑用于聚合物的阻燃。然后，通過對添加了該阻燃劑的復合材料進行后續的高溫熱處理，可以讓阻燃劑單體中的腈基在聚合物基質中發生自交聯反應，進一步地實現更好的阻燃效果。

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，涉及的是一種無鹵環保型阻燃劑，具體涉及一種添加型可交聯阻燃劑及其制備方法。

背景技術

高分子材料由于其在熱穩定性、耐腐蝕性、抗疲勞性以及可加工性等方面的巨大優勢，再加上相關技術經過多年的發展積累，已經成為許多行業追求創新的發展方向。但是高分子材料的應用被其易燃的性質所限制，為了防止高分子材料在應用中會帶來火災事故的安全隱患，各行各業都出臺了相應的標準和規定對高分子材料的阻燃性進行限制。因此，對高分子材料進行阻燃方面的改性是必要的，也是其進一步發展的必經之路，所以理所當然成為了當前的研究熱點。

近年來，針對不同的高分子材料基質，阻燃劑可以分為兩種，即添加型阻燃劑和反應型阻燃劑。添加型阻燃劑是可以直接通過物理共混的方式加入到高分子材料基質的阻燃助劑。反應型阻燃劑是通過形成化學鍵的方式將具有阻燃效果的基團接枝到高分子聚合物中或與高分子聚合物單體共聚形成本征型阻燃材料。添加型阻燃劑由于其添加方式簡單，易于生產應用的特點已經被廣泛的應用，但是其較大的添加量或者是與聚合物基質的相容性問題會直接影響到材料的其他方面的性能。反應型阻燃劑則可以解決形容性問題，避免對材料的其他性能造成影響，但是，其制備相對較復雜，且生成工藝較難實現。

在添加型阻燃劑中，磷氮協同阻燃劑在阻燃效果以及煙氣釋放方面具有優異的表現。為了克服其對聚合物基質其他方面的影響，擬通過在添加后進行交聯，在聚合物內部形成互穿網絡的方式來實現盡量不影響聚合物材料的其他優良性能。DOPO作為磷系阻燃劑中優異的阻燃中間體，且其具有活潑的反應活性。同時，作為含氮基團的腈基基團可在高溫下實現自交聯反應。

發明內容

本發明的目的是提供一種添加型可交聯阻燃劑及其制備方法，解決添加型阻燃劑在相容性方面的問題，同時通過添加后交聯的方式，實現與反應型阻燃劑類似的效果。在盡可能保持聚合物機械性能、耐腐蝕性能等性能的基礎上，針對性的提升聚合物的阻燃性能。

為達到以上技術目的，本發明采用以下技術方案：

一種添加型可交聯阻燃劑及其制備方法，其特征在于，所述一種添加型可交聯阻燃劑的結構式為：

進一步的，所述添加型可交聯阻燃劑制備步驟包括：

S1：在反應容器中，依次添加3-氨基苯氧基鄰苯二甲腈和多聚甲醛，通入氮氣后，加入乙醇，再添加DOPO，升溫至一定溫度回流攪拌，待所有固體全部溶解后，加入甲酸，再次升溫后，回流反應，等待反應結束；

S2：將步驟S1中反應后溶液倒入去離子水中析出黃色沉淀，過濾、洗滌多次，濾餅干燥一定時間，得到塊狀固體；

S3：將步驟S2中得到的塊狀固體研磨后真空干燥，除去結晶水，再次得到塊狀固體，粉碎后即得到黃色粉末狀阻燃劑單體。

進一步的，所述步驟S1中3-氨基苯氧基鄰苯二甲腈、多聚甲醛和DOPO的摩爾比為1:1:1。

進一步的，所述步驟S1中氮氣通入時間為15min。

進一步的，所述步驟S1中加入DOPO后升溫至50℃回流攪拌。

進一步的，所述步驟S1中所述加入甲酸后，再次升溫至70℃后，回流反應4h。