專利名稱：一種dopo基磷氮阻燃劑及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于含磷阻燃材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及含DOPO基團(tuán)的磷氮阻燃劑及其制備方法，該阻燃劑可以通過多種方式添加入聚合物中，具有優(yōu)良的阻燃性能。
背景技術(shù)：
無鹵阻燃已成為聚合物材料阻燃領(lǐng)域研究的關(guān)鍵技術(shù)，磷、氮系阻燃劑由于具有無鹵、低毒、環(huán)保、高效阻燃效果等優(yōu)點(diǎn)，引起了人們的廣泛關(guān)注。9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(簡(jiǎn)稱D0P0)及其衍生物為代表的氧雜膦菲化合物具有熱穩(wěn)定性好、揮發(fā)性低、耐水解性、與聚合物相容性好、不易析出、高效阻燃等特性，在阻燃材料無鹵化的發(fā)展趨勢(shì)下，具有廣泛的開發(fā)與應(yīng)用前景。但是DOPO單體直接用于聚合物的阻燃卻存在一定的不足，一方面由于DOPO在180°C時(shí)開始分解，不能滿足一些聚合物200°C以上的加工溫度，故應(yīng)提高其熱穩(wěn)定性；另一方面，DOPO作為阻燃劑直接應(yīng)用于環(huán)氧樹脂、惡嗪樹脂及不飽和樹脂時(shí)，由于分子只含有一個(gè)活潑氫，會(huì)降低固化樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)化溫度，影響固化樹脂的機(jī)械性能。解決的辦法就是利用DOPO分子結(jié)構(gòu)中含有活潑的P— H鍵，可以與不飽和化合物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，合成一系列的含磷阻燃劑，以提高其初始熱分解溫度。國(guó)內(nèi)已有相關(guān)的專利報(bào)道了相關(guān)的DOPO衍生物阻燃劑，如CN1910263A、CN1835960A、CN1563152A等。磷氮協(xié)效阻燃具有良好的阻燃效果，可以降低阻燃劑的用量，提高材料的機(jī)械性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種DOPO基磷氮阻燃劑、其制備方法及用途，該阻燃劑與其它DOPO衍生物相比，具有更高效的阻燃效果，更高的熱分解溫度，可以滿足市場(chǎng)上工程材料對(duì)阻燃劑不同程度的要求。本發(fā)明的DOPO基氮磷阻燃劑制備方法如下
51、將4，4’- 二氨基聯(lián)苯與芳香醛按照摩爾比1:2加入到帶有控溫裝置和攪拌裝置反應(yīng)器中，加入溶劑，在攪拌和0°C _100°C的反應(yīng)溫度下反應(yīng)Ι-lOh，反應(yīng)完成后，冷卻，過濾，烘干，得到亞胺中間產(chǎn)物；
52、將步驟SI所得的亞胺中間產(chǎn)物和DOPO(9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物)按照摩爾比1:2加入到帶有控溫裝置和攪拌裝置的反應(yīng)器中，并加入溶劑，在攪拌、(TC _80°C溫度條件下反應(yīng)1-24 h，反應(yīng)完成后，冷卻，過濾，洗滌，烘干，得到磷氮阻燃劑固體；
上述步驟S1、S2中的反應(yīng)過程如下
權(quán)利要求
1.一種DOPO基磷氮阻燃劑，其特征是該阻燃劑具有下式結(jié)構(gòu)
2.—種DOPO基氮磷阻燃劑制備方法，其特征是包括以下步驟 51、將4，4’- 二氨基聯(lián)苯與芳香醛以摩爾比1:2的比例加入到帶有控溫裝置和攪拌裝置反應(yīng)器中，加入溶劑，在攪拌和0°C -100°C溫度下反應(yīng)，反應(yīng)完成后，冷卻，過濾，烘干，得到亞胺中間產(chǎn)物； 52、將步驟SI所得的亞胺中間產(chǎn)物和DOPO(9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物)按照摩爾比1:2加入到帶有控溫裝置和攪拌裝置的反應(yīng)器中，并加入溶劑，在攪拌、(TC _80°C溫度條件下反應(yīng)，反應(yīng)完成后，冷卻，過濾，洗滌，烘干，得到磷氮阻燃劑固體； 上述步驟S1、S2中的反應(yīng)過程如下
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于所述的芳香醛為苯甲醛、對(duì)羥基苯甲醛或水楊醛。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的制備方法，其特征在于所述溶劑是DMF、甲苯、二甲苯、乙醇、乙二醇、DMS0、二氧六環(huán)、四氫呋喃、二氯甲烷、鄰二氯苯和水中的一種或者多種組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的制備方法，其特征在于上述步驟SI中，所述溶劑的加入質(zhì)量是所述4，4’ - 二氨基聯(lián)苯和芳香醛醛總質(zhì)量的2-20倍；上述步驟S2中，所述溶劑的加入質(zhì)量是所述亞胺和DOPO總質(zhì)量的2-20倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于上述步驟SI中的反應(yīng)時(shí)間為1-10h，上述步驟S2中的反應(yīng)時(shí)間為1-24 h。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于上述步驟SI中所述亞胺中間產(chǎn)物的烘干溫度為70°C -80°C，上述步驟S2中所得磷氮阻燃劑的烘干溫度為70°C _80°C。
8.權(quán)利要求1所述DOPO基氮磷阻燃劑的用途，該磷氮阻燃劑添加入環(huán)氧樹脂中形成環(huán)氧樹脂固化物用于環(huán)氧樹脂阻燃，當(dāng)該環(huán)氧固化物的磷含量為1. O wt%時(shí)，阻燃等級(jí)達(dá)到UL 94 V-O級(jí)，極限氧指數(shù)達(dá)到37. 2-37. 7，固化物5%的熱分解溫度達(dá)到330_350°C。
全文摘要
一種DOPO基磷氮阻燃劑及其制備方法，其方法以4,4’-二氨基聯(lián)苯與芳香醛縮合反應(yīng)獲得亞胺中間產(chǎn)物，再與DOPO進(jìn)行加成反應(yīng)得固體阻燃劑。該方法易于控制，重復(fù)性好，產(chǎn)率高，適合放大生產(chǎn)。所得阻燃劑分子具有磷和氮兩種阻燃元素，具有優(yōu)良的阻燃效果和成炭性；由于該阻燃劑分子具有不同數(shù)量的活潑氫，可以與具有反應(yīng)活性的樹脂進(jìn)一步反應(yīng)制取阻燃樹脂；阻燃樹脂加入聚合物中能提高聚合物的阻燃性能和氧指數(shù)，阻燃等級(jí)可達(dá)到UL94V-0級(jí)。
文檔編號(hào)C08K5/5313GK103059339SQ201210559460
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月21日
發(fā)明者姚有為, 孫德朝 申請(qǐng)人:清華大學(xué)深圳研究生院