CN104356393A - 聚合物型含磷、氮阻燃剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
聚合物型含磷、氮阻燃剂及其制备方法，涉及一种阻燃剂及其制备方法，本发明在装有磁力搅拌器，温度计，恒压滴液漏斗和尾气吸收装置的100mL三口瓶中，加入一定用量的4,4-二氨基二苯砜(DDS)和乙腈，搅拌升温至10-80OC后，经恒压滴液漏斗缓慢滴加定量的苯基磷酰二氯(PPD)，滴加结束后，继续反应1-12h，抽滤，洗涤，10-60OC真空干燥，得到白色粉末状固体。所制备的含磷、氮阻燃剂无卤、成炭性好、降低了阻燃剂的毒性，具有广泛的应用价值，可用于聚烯烃类和环氧树脂材料的阻燃。
Description
技术领域
本发明涉及阻燃剂及其制备方法，特别是涉及一种聚合物型含磷、氮阻燃剂及其制备方法。
背景技术
高分子材料广泛应用于工业生产及人们的日常生活中，但是大多数高分子材料的氧指数都小于21，只要遇到火源，材料都会在空气中被点燃。同时高分子材料燃烧时受热分解所放出的毒气﹑黑烟对人类生命安全会造成巨大的威胁。
自1735年Wyld发表了第一篇关于阻燃剂的专利以来，国内外许多科研机构和高等院校的科研人员一直致力于阻燃科学的研究。20世纪50年代初期，Hooker化学公司用反应性单体氯菌酸研制出阻燃不饱和聚酯，这一研究工作开辟了阻燃领域的新途径，随后新的含溴或含磷的反应型阻燃单体不断出现。但是随着对阻燃要求的提高和环保意识的增强，阻燃剂的无卤化、低成本、高效、抑烟、低毒及阻燃体系具备良好的力学性能与加工性能已成为当前和今后阻燃剂研究领域的前沿性课题。
磷-氮系阻燃剂（即膨胀型阻燃剂，intumescent flame retardant，简称IFR），是以氮、磷为阻燃元素的一大类阻燃剂，它不含有卤素，由于氮磷元素相互之间的协效性，也不需要采用锑作为协效剂。经氮-磷系阻燃剂处理之后的高聚物在受热或燃烧时，在聚合物的表面会形成一层均匀的多孔泡沫炭层，该泡沫炭层隔热、隔氧、抑烟，并能够防止熔滴的产生，具有很好的阻燃和抑烟的效果，因此氮-磷系阻燃剂是一种非常有发展前景的环保型阻燃剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚合物型含磷、氮阻燃剂及其制备方法，本发明阻燃剂磷、氮元素，且不含卤素具有低毒的优点，有利于环保，在聚合物中不易迁移，具有优良的耐久性，其制备方法简单，条件温和，易于控制，无其它添加剂，所得的产品纯度高，后处理方便。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
聚合物型含磷、氮阻燃剂及其制备方法，所述阻燃剂聚合物结构式如下：
式中n为1~100的正整数。
聚合物型含磷、氮阻燃剂制备方法，所述该方法的合成步骤如下：在装有磁力搅拌器，温度计，恒压滴液漏斗和尾气吸收装置的100mL三口瓶中，加入4,4-二氨基二苯砜(DDS)和乙腈，搅拌升温至10-80 OC后，经恒压滴液漏斗缓慢滴加定量的苯基磷酰二氯(PPD)，滴加结束后，继续反应1-12 h，抽滤，洗涤，10-60 OC真空干燥，得到白色粉末状固体。
所述的聚合物型含磷、氮阻燃剂制备方法，所述4,4-二氨基二苯砜和苯基磷酰二氯的比例为1:0.5-1:2.0。
所述的聚合物型含磷、氮阻燃剂制备方法，所述溶剂为苯、甲苯、二氯甲烷和乙腈中的任意一种或其任意比例的混合物。
所述的聚合物型含磷、氮阻燃剂制备方法，所述洗涤的提纯的溶剂为丙酮、乙醇、二氯甲烷、乙腈中的至少一种。
所述的聚合物型含磷、氮阻燃剂制备方法，所述搅拌温度为10-80 OC；反应时间为1-12 h。
本发明的优点与效果是：
1、本发明提供的聚合型含磷、氮阻燃剂作为一种新的添加型阻燃剂，在聚合物中不易迁移，具有优良的耐久性。
2、本发明提供的聚合型阻燃剂含有磷、氮元素，且不含卤素具有低毒的优点，有利于环保。
3、本发明提供的制备方法简单，条件温和，易于控制，无其它添加剂，所得的产品纯度高，后处理方便。
4、本发明提供的聚合型含磷、氮阻燃剂应用范围广，可用于环氧树脂和聚烯烃等聚合体系的阻燃。
具体实施方式
下面通过实施例子对本发明进行描述，有必要在此指出的是：实施实例只用于对本发明的进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改型和调整，仍属于本发明的保护范围。
实例1
在装有磁力搅拌器，温度计，恒压滴液漏斗和尾气吸收装置的100ml三口瓶中，加入2.483g 4,4-二氨基二苯砜(DDS)和50mL乙腈，搅拌升温至80 OC后，经恒压滴液漏斗缓慢滴加2.535g苯基磷酰二氯(PPD)，滴加结束后，继续反应12h，抽滤，洗涤，60 OC真空干燥，得到白色粉末状固体。
实例2
在装有磁力搅拌器，温度计，恒压滴液漏斗和尾气吸收装置的100ml三口瓶中，加入2.483g 4,4-二氨基二苯砜(DDS)和50 mL乙腈，搅拌升温至70 OC后，经恒压滴液漏斗缓慢滴加2.535g苯基磷酰二氯(BPOD)，滴加结束后，继续反应12h，抽滤，洗涤，60 OC真空干燥，得到白色粉末状固体。
实例3
在装有磁力搅拌器，温度计，恒压滴液漏斗和尾气吸收装置的100ml三口瓶中，加入2.483g 4,4-二氨基二苯砜(DDS)和50mL乙腈，搅拌升温至80 OC后，经恒压滴液漏斗缓慢滴加2.535g苯基磷酰二氯(PPD)，滴加结束后，继续反应14h，抽滤，洗涤，60 OC真空干燥，得到白色粉末状固体。
Claims (6)
1. 聚合物型含磷、氮阻燃剂及其制备方法，其特征在于，所述阻燃剂聚合物结构式如下：
式中n为1~100的正整数。
2.聚合物型含磷、氮阻燃剂制备方法，其特征在于，所述该方法的合成步骤如下：在装有磁力搅拌器，温度计，恒压滴液漏斗和尾气吸收装置的100mL三口瓶中，加入4,4-二氨基二苯砜(DDS)和乙腈，搅拌升温至10-80 OC后，经恒压滴液漏斗缓慢滴加定量的苯基磷酰二氯(PPD)，滴加结束后，继续反应1-12 h，抽滤，洗涤，10-60 OC真空干燥，得到白色粉末状固体。
3.根据权利要求2所述的聚合物型含磷、氮阻燃剂制备方法，其特征在于，所述4,4-二氨基二苯砜和苯基磷酰二氯的比例为1:0.5-1:2.0。
4.根据权利要求2所述的聚合物型含磷、氮阻燃剂制备方法，其特征在于，所述溶剂为苯、甲苯、二氯甲烷和乙腈中的任意一种或其任意比例的混合物。
5.根据权利要求2所述的聚合物型含磷、氮阻燃剂制备方法，其特征在于，所述洗涤的提纯的溶剂为丙酮、乙醇、二氯甲烷、乙腈中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的聚合物型含磷、氮阻燃剂制备方法，其特征在于，所述搅拌温度为10-80 OC；反应时间为1-12 h。
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2014
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