[發(fā)明專利]一種反應(yīng)型無(wú)鹵環(huán)氧樹(shù)脂阻燃固化劑及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210150502.7
• 申請(qǐng)日: 2022-02-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114426659A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王剛;竇偉;劉珂;侯俠;唐蓉萍;唐靖;徐成;趙梓成;陳佳旺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): C08G59/50
• 分類號(hào): C08G59/50
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11212
• 代理人: 王東旭

本發(fā)明提供了一種反應(yīng)型無(wú)鹵環(huán)氧樹(shù)脂阻燃固化劑及其制備方法，涉及一種化學(xué)合成阻燃固化劑及其制備方法，屬于阻燃劑制備領(lǐng)域。該阻燃劑是以二乙基次磷酸、六氯環(huán)三磷腈和間苯二甲胺為原料，通過(guò)一步合成法制備，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和阻燃性能。其合成方法如下所示：將二乙基次磷酸和六氯環(huán)三磷腈加入到三口瓶中，加入適量溶劑，再加入縛酸劑，在45℃下反應(yīng)6?10h后，將間苯二甲胺溶于一定量的溶劑中緩慢滴加到上述反應(yīng)液中，繼續(xù)反應(yīng)6?10h，待反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)物經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，得到白色固體粉末，即為反應(yīng)型阻燃固化劑。該阻燃固化劑具有阻燃效果好、制備過(guò)程簡(jiǎn)單、成本低廉、溶劑可回收再利用、耐遷移、耐水解和與基體相容性好等諸多優(yōu)點(diǎn)，具有良好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)合成領(lǐng)域，特別是一種反應(yīng)型無(wú)鹵環(huán)氧樹(shù)脂阻燃固化劑及其制備方法。

技術(shù)背景

環(huán)氧樹(shù)脂是一種力學(xué)性能好、耐腐蝕性強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好、電絕緣性好、易于加工、粘結(jié)性能好和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的有機(jī)高分子材料，在建筑、機(jī)械、電子電氣和航空航天等領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用。然而，環(huán)氧樹(shù)脂的氧指數(shù)僅為19.8，屬于極易燃材料，在火災(zāi)事故中往往是復(fù)合材料中最易燃燒的部分，而且失火后持續(xù)燃燒且發(fā)煙量巨大。因此易燃性已成為制約其進(jìn)一步推廣應(yīng)用的障礙，對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行功能化阻燃改性一直是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。

不論是研究具有阻燃結(jié)構(gòu)的環(huán)氧樹(shù)脂和固化劑，或是添加反應(yīng)型的阻燃劑，其本身的分子結(jié)構(gòu)是否阻燃，阻燃的效果如何，才是環(huán)氧樹(shù)脂阻燃改性的關(guān)鍵所在。阻燃環(huán)氧樹(shù)脂的研發(fā)從早期的含鹵環(huán)氧樹(shù)脂到近年來(lái)的無(wú)鹵阻燃環(huán)氧樹(shù)脂，所有的研究也致力于開(kāi)發(fā)新型的阻燃結(jié)構(gòu)以及如何將此類結(jié)構(gòu)引入到環(huán)氧樹(shù)脂交聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，合成具有阻燃結(jié)構(gòu)骨架的環(huán)氧樹(shù)脂或固化劑是其中的研究熱點(diǎn)，而早前的含鹵阻燃環(huán)氧樹(shù)脂和近年來(lái)的含磷阻燃環(huán)氧樹(shù)脂是報(bào)道最多的兩個(gè)領(lǐng)域。

反應(yīng)型阻燃固化劑是指將阻燃元素結(jié)合到環(huán)氧樹(shù)脂的固化劑中，在材料固化后成為高聚物分子鏈上的一個(gè)鏈節(jié)，顯示高阻燃性能的同時(shí)不存在析出現(xiàn)象。在具備持久阻燃效果的同時(shí)，仍保持樹(shù)脂原有的熱學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性能等，這樣不會(huì)影響環(huán)氧樹(shù)脂后續(xù)的加工以及在各領(lǐng)域中的應(yīng)用。

本發(fā)明設(shè)計(jì)制備了一種反應(yīng)型無(wú)鹵阻燃固化劑，以二乙基次磷酸、六氯三環(huán)磷腈和間苯二甲胺為原料，通過(guò)控制反應(yīng)時(shí)間和滴加原料的時(shí)間一步合成，制備出了反應(yīng)型阻燃固化劑，重點(diǎn)突出在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐熱性高，阻燃效率高，與環(huán)氧樹(shù)脂基體相容性好，特別適用于環(huán)氧樹(shù)脂體系的阻燃與增強(qiáng)。該發(fā)明具有制備過(guò)程簡(jiǎn)單、成本低廉、溶劑可回收再利用、高效環(huán)保、耐遷移、耐水解等諸多優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)當(dāng)前環(huán)氧樹(shù)脂阻燃所存在的易燃問(wèn)題，進(jìn)行了合理、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)制備了高效、低煙、低毒、無(wú)鹵的反應(yīng)型阻燃固化劑，不僅可有效提高環(huán)氧樹(shù)脂材料的阻燃性能和力學(xué)性能，還可在阻燃的同時(shí)，以達(dá)到綠色環(huán)保的目的。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反應(yīng)型無(wú)鹵環(huán)氧樹(shù)脂阻燃固化劑及其制備方法，其特征在于，所述的反應(yīng)型無(wú)鹵環(huán)氧樹(shù)脂阻燃固化劑其結(jié)構(gòu)為：

根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種反應(yīng)型無(wú)鹵環(huán)氧樹(shù)脂阻燃固化劑及其制備方法，其特征在于，所述的阻燃劑固化劑制備分以下步驟進(jìn)行：

(1)以二乙基次磷酸和六氯環(huán)三磷腈為原料，將二乙基次磷酸、六氯環(huán)環(huán)三磷腈和縛酸劑加入到三口瓶中，加入溶劑緩慢攪拌，然后將溫度逐漸加熱至回流。

(2)待反應(yīng)一段時(shí)間后，將間苯二甲胺溶于適量溶劑稀釋后緩慢滴加到第一步反應(yīng)后的溶液中，繼續(xù)反應(yīng)一段時(shí)間，溶液變?yōu)槿榘咨笸Ｖ狗磻?yīng)，自然冷卻至室溫。

(3)冷卻至室溫后經(jīng)過(guò)抽濾、多次洗滌得到白色固體，將產(chǎn)物置于烘箱中80℃干燥，得到阻燃固化劑的白色粉末。