[發(fā)明專利]一種端羥基超支化聚磷腈阻燃劑的合成工藝及其應(yīng)用

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202111602722.0
• 申請日: 2021-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN114409907A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷紅軍
• 申請（專利權(quán)）人: 雷紅軍
• 主分類號(hào): C08G79/025
• 分類號(hào): C08G79/025;C08G18/64;C09D5/18;C09D175/08
• 代理公司: 南京文宸知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32500
• 代理人: 賈珍珠

本發(fā)明涉及涂料阻燃技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種端羥基超支化聚磷腈阻燃劑，合成了一種新型的含氮磷、具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的端羥基超支化聚磷腈阻燃劑，作為聚氨酯的擴(kuò)鏈劑和反應(yīng)型阻燃劑，超支化聚磷腈阻燃劑的端羥基參與到聚氨酯預(yù)聚物的擴(kuò)鏈反應(yīng)中，使聚氨酯分子鏈通過超支化聚磷腈阻燃劑進(jìn)行聚合交聯(lián)，得到阻燃性的聚氨酯，對聚氨酯的使用性能和力學(xué)性能影響更小，超支化聚磷腈阻燃劑作為無鹵的氮磷系阻燃劑，對聚氨酯涂料漆膜的成炭性和殘?zhí)悸视泻艽筇岣撸鰪?qiáng)了聚氨酯漆膜的熱穩(wěn)定性和耐熱性，在高溫燃燒是，可以成為磷酸衍生物和含氮不可燃?xì)怏w，增強(qiáng)了聚氨酯涂料的阻燃性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及涂料阻燃技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種端羥基超支化聚磷腈阻燃劑的合成工藝及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

油漆涂料可以改善基體的防腐性、防污染性和防水性等，是一種應(yīng)用廣泛的高分子材料，如聚氨酯涂料、丙烯酸樹脂涂料等，在汽車制造、電子電器、家具裝潢等領(lǐng)域有著重要的用途，開發(fā)新型油漆涂料，如阻燃性涂料、耐熱性涂料等成為研究熱點(diǎn)，將阻燃劑添加到涂料基體中，是增強(qiáng)涂料阻燃性的有效方法。

聚氨酯水性涂料具有環(huán)保、污染小、漆膜的彈性優(yōu)良，是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ挠推嵬苛希莻鹘y(tǒng)的聚氨酯涂料的阻燃性和耐熱性較差，加入添加型阻燃性，會(huì)影響聚氨酯漆膜的使用性能和力學(xué)強(qiáng)度，CN102585135B《聚氨酯用反應(yīng)型膨脹型阻燃劑及其合成方法》，報(bào)道了合成了一種含有活性基團(tuán)羥基的新型膨脹型阻燃劑，與聚氨酯體系相容性好，是一種可與異氰酸酯反應(yīng)的反應(yīng)型阻燃劑，反應(yīng)型阻燃劑可以參與到聚合物的聚合反應(yīng)中，使聚合物材料本身具有阻燃成分，具有阻燃持續(xù)效果好，對材料的使用性能影響更小的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

(一)解決的技術(shù)問題

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種端羥基超支化聚磷腈阻燃劑的合成工藝及其應(yīng)用，合成了一種新型的超支化聚磷腈阻燃劑，作為擴(kuò)鏈劑和反應(yīng)型阻燃劑，應(yīng)用于聚氨酯的阻燃領(lǐng)域中。

(二)技術(shù)方案

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：一種端羥基超支化聚磷腈阻燃劑，結(jié)構(gòu)式如式(Ⅰ)所示：

式(Ⅰ)。

優(yōu)選的，所述端羥基超支化聚磷腈阻燃劑按照以下工藝合成：

(1)將羧基環(huán)三磷腈加入到SOCl₂中，通入N₂排出空氣，加熱至60-80℃，反應(yīng)5-10h，反應(yīng)后減壓蒸餾，使用二氯甲烷和丙酮洗滌產(chǎn)物，制得酰氯環(huán)三磷腈。

(2)將酰氯環(huán)三磷腈加入到反應(yīng)溶劑中，攪拌溶解然后通入N₂排出空氣，加入二羥基DOPO衍生物(C₁₇H₂₀NO₄P)，并滴加催化劑，加熱至70-85℃，反應(yīng)36-72h，反應(yīng)后冷卻，減壓蒸餾，產(chǎn)物依次通過四氫呋喃、二氯甲烷和丙酮索式提取，得到端羥基超支化聚磷腈阻燃劑。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中反應(yīng)溶劑為二甲苯或乙腈或1,4二氧六環(huán)或四氫呋喃。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中酰氯環(huán)三磷腈、二羥基DOPO衍生物和吡啶的物質(zhì)的量摩爾比為1:5-7.5:2-4。

優(yōu)選的，所述步驟(2)中催化劑為吡啶。

優(yōu)選的，將二異氰酸酯單體和聚醚多元醇混合，滴加二月桂酸二丁基錫，在N₂氣氛中70-80℃中反應(yīng)2-3h，得到聚氨酯預(yù)聚物，然后加入2,2-二羥甲基丙酸，反應(yīng)1-2h，然后溫度降至40-50℃，加入三乙胺進(jìn)行中和，加入丙酮和1,4-丁二醇擴(kuò)鏈劑和端羥基超支化聚磷腈阻燃劑，反應(yīng)1-3h，反應(yīng)后減壓蒸餾除去丙酮，加入去離子水高速乳化，再加入消泡劑、流平劑、增稠，乳化后得到阻燃性聚氨酯涂料。