CN106832409B - 一种dopo衍生物阻燃剂及其制备方法 - Google Patents

一种dopo衍生物阻燃剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106832409B
CN106832409B CN201710119986.8A CN201710119986A CN106832409B CN 106832409 B CN106832409 B CN 106832409B CN 201710119986 A CN201710119986 A CN 201710119986A CN 106832409 B CN106832409 B CN 106832409B
Authority
CN
China
Prior art keywords
flame retardants
dopo
preparation
dopo derivative
derivative flame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201710119986.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106832409A (zh
Inventor
徐再
徐惠凤
徐靖
丁磊
赵琴芬
卢路平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guizhou Hengyu New Material Co ltd
Original Assignee
Zhangjiagang Shanmu New Material Technology Development Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhangjiagang Shanmu New Material Technology Development Co Ltd filed Critical Zhangjiagang Shanmu New Material Technology Development Co Ltd
Priority to CN201710119986.8A priority Critical patent/CN106832409B/zh
Publication of CN106832409A publication Critical patent/CN106832409A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106832409B publication Critical patent/CN106832409B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/54Silicon-containing compounds
    • C08K5/544Silicon-containing compounds containing nitrogen
    • C08K5/5477Silicon-containing compounds containing nitrogen containing nitrogen in a heterocyclic ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic System
    • C07F9/02Phosphorus compounds
    • C07F9/547Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom
    • C07F9/6564Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having phosphorus atoms, with or without nitrogen, oxygen, sulfur, selenium or tellurium atoms, as ring hetero atoms
    • C07F9/6571Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having phosphorus atoms, with or without nitrogen, oxygen, sulfur, selenium or tellurium atoms, as ring hetero atoms having phosphorus and oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07F9/657163Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having phosphorus atoms, with or without nitrogen, oxygen, sulfur, selenium or tellurium atoms, as ring hetero atoms having phosphorus and oxygen atoms as the only ring hetero atoms the ring phosphorus atom being bound to at least one carbon atom
    • C07F9/657172Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having phosphorus atoms, with or without nitrogen, oxygen, sulfur, selenium or tellurium atoms, as ring hetero atoms having phosphorus and oxygen atoms as the only ring hetero atoms the ring phosphorus atom being bound to at least one carbon atom the ring phosphorus atom and one oxygen atom being part of a (thio)phosphinic acid ester: (X = O, S)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L25/00Compositions of, homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L25/02Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08L25/04Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08L25/06Polystyrene

Abstract

本发明涉及阻燃剂技术领域,具体涉及一种DOPO衍生物阻燃剂,其结构式如下:一种DOPO衍生物阻燃剂的制备方法,包括如下步骤:(1)将氨基二甲基五氟苯基硅烷和8‑三氟甲基喹啉‑2‑甲醛在溶剂中加热,反应结束后,得含有中间产物I的反应体系;(2)将DOPO加入到步骤(1)得到的含有中间产物I的反应体系中加热,反应结束后,洗涤、干燥,得DOPO衍生物阻燃剂。一种DOPO衍生物阻燃剂及其制备方法,随着固化物中磷含量的增加,固化物的阻燃性增大;当阻燃剂含量达到5‑10%时,固化物可以达到UL‑94,V‑0级。

Description

一种DOPO衍生物阻燃剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及阻燃剂技术领域,具体涉及一种DOPO衍生物阻燃剂及其制备方法。
背景技术
卤系阻燃剂是含有卤素元素并以卤素元素起阻燃作用的一类阻燃剂。卤系的四种卤系元素氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)都具有阻燃性,阻燃效果按F、Cl、Br、I的顺序依次增强。以碘系阻燃剂最强。生产上,只有氯类和溴类阻燃剂被大量使用.而氟类和碘类阻燃剂少有应用,这是因为含氟阻燃剂中C-F键太强而不能有效捕捉自由基.而含I阻燃剂的C-I键太弱易被破坏.影响了聚合物性能(如光稳定性),使阻燃性能在降解温度以下就已经丧失。
9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物,简称DOPO,其结构中含有P-H键,对烯烃、环氧化合物和羰基化合物极具活性,可反应生成许多衍生物。DOPO及其衍生物由于分子结构中含有联苯环、菲环、O=P-O键,所以比普通的有机磷酸酯具有更强的阻燃性能。由Saito于1972年首次报道其合成路线。DOPO及其衍生物可作为反应型和添加型阻燃剂,其合成的阻燃剂无卤、无烟、无毒,不迁移,阻燃性能持久。在提高材料的阻燃性能的同时,不影响材料的力学强度等机械性能。其可用于聚酰胺、线性聚酯、聚氨酯、环氧树脂等多种材料阻燃处理,国外已广泛用于电子设备用塑料、铜衬里压层、电路板等材料的阻燃。虽然具有良好的阻燃性能,但是随着加入量的增加,会对材料本身的性能带来一些不利的影响。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足,提供一种DOPO衍生物阻燃剂及其制备方法,随着固化物中磷含量的增加,固化物的阻燃性增大;当阻燃剂含量达到5-10%时,固化物可以达到UL94,V-0级。
为实现本发明的目的,本发明采用如下技术方案:
一种DOPO衍生物阻燃剂,其结构式如下:
一种DOPO衍生物阻燃剂的制备方法,包括如下步骤:
(1)将氨基二甲基五氟苯基硅烷和8-三氟甲基喹啉-2-甲醛在溶剂中加热,反应结束后,得含有中间产物I的反应体系;
(2)将DOPO加入到步骤(1)得到的含有中间产物I的反应体系中加热,反应结束后,洗涤、干燥,得DOPO衍生物阻燃剂。
其反应过程为:
具体地,上述步骤(1)中氨基二甲基五氟苯基硅烷和8-三氟甲基喹啉-2-甲醛的摩尔比为1:1。
具体地,上述步骤(1)中反应时间为4-6h。
具体地,上述步骤(1)中加热温度为80℃。
具体地,上述步骤(1)中溶剂为乙醇、DMF或DMSO。
具体地,上述步骤(1)中溶剂的加入量为氨基二甲基五氟苯基硅烷和8-三氟甲基喹啉-2-甲醛质量和的6-12倍。
具体地,上述步骤(2)中的DOPO和步骤(1)中的8-三氟甲基喹啉-2-甲醛的摩尔比为1:1。
具体地,上述步骤(2)中的反应温度为80℃。
具体地,上述步骤(2)中的反应时间为4-6h。
本发明具有的有益效果:
(1)本发明的一种DOPO衍生物阻燃剂,随着固化物中磷含量的增加,固化物的阻燃性增大;当阻燃剂含量达到5-10%(含磷量为0.23wt%-0.47wt%)时,固化物可以达到UL-94,V-0级。
(2)本发明的一种DOPO衍生物阻燃剂,引入了大量的氟元素,可以使阻燃剂在固化物中具有一定的表面迁移性,使固化物中阻燃剂的含量由内到外逐渐增加,使固化物表面含阻燃剂量最高,使其添加量低,阻燃效果优异。
(3)本发明的一种DOPO衍生物阻燃剂,结构上含有氟原子,由于C-F键太强而不能有效捕捉自由基,使阻燃剂具有较好的热稳定性,抗紫外线照射,对光稳定剂作用影响小。
(4)本发明所使用的原料易得、工艺简单、成本低、易于工业化生产。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明具体实施例1的DOPO衍生物阻燃剂核磁谱图。
具体实施方式
现在结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种DOPO衍生物阻燃剂的合成步骤为:
(1)将12.1g的氨基二甲基五氟苯基硅烷和11.3g的8-三氟甲基喹啉-2-甲醛在80℃的140.4g乙醇中加热4h,反应结束后,得含有中间产物I的反应体系;
(2)将10.8g的DOPO加入到步骤(1)得到的含有中间产物I的反应体系中在80℃条件下4h加热,反应结束后,洗涤、干燥,得DOPO衍生物阻燃剂,产率85.1%。
其红外测试结果如下:
FTIR(KBr):N-H伸缩振动峰3410cm-1,C-H伸缩振动峰3070cm-1,C-N特征峰1288cm-1,C-F特征峰1100cm-1,C-Si特征峰1255cm-1,P-O-C特征峰1032cm-1,P-O-Ph特征峰1231cm-1,P-Ph特征峰1595cm-1,P=O特征峰1212cm-1,芳氢的面外弯曲振动峰900cm-1
核磁谱图如图1所示,核磁测试结果如下:
1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.27(l,1H),8.17(k,1H),7.87(j,1H),7.54(i,2H),7.2-7.35(g,5H),7.05(f,1H),6.88(e,`H),6.79(d,`H),3.90(c,1H),2.00(b,1H),0.66(a,6H)。
实施例2
一种DOPO衍生物阻燃剂的合成步骤为:
(1)将7.24g的氨基二甲基五氟苯基硅烷和6.76g的8-三氟甲基喹啉-2-甲醛在80℃的126g DMF中加热5h,反应结束后,得含有中间产物I的反应体系;
(2)将6.5g的DOPO加入到步骤(1)得到的含有中间产物I的反应体系中在80℃条件下5h加热,反应结束后,洗涤、干燥,得DOPO衍生物阻燃剂,产率86.5%。
FTIR(KBr):N-H伸缩振动峰3390cm-1,C-H伸缩振动峰3040cm-1,C-N特征峰1288cm-1,C-F特征峰1100cm-1,C-Si特征峰1260cm-1,P-O-C特征峰1032cm-1,P-O-Ph特征峰1231cm-1,P-Ph特征峰1595cm-1,P=O特征峰1210cm-1,芳氢的面外弯曲振动峰900cm-1
实施例3
一种DOPO衍生物阻燃剂的合成步骤为:
(1)将24.1g的氨基二甲基五氟苯基硅烷和22.5g的8-三氟甲基喹啉-2-甲醛在80℃的560g DMSO中加热6h,反应结束后,得含有中间产物I的反应体系;
(2)将21.6g的DOPO加入到步骤(1)得到的含有中间产物I的反应体系中在80℃条件下6h加热,反应结束后,洗涤、干燥,得DOPO衍生物阻燃剂,产率86.6%。
FTIR(KBr):N-H伸缩振动峰3370cm-1,C-H伸缩振动峰3045cm-1,C-N特征峰1288cm-1,C-F特征峰1100cm-1,C-Si特征峰1260cm-1,P-O-C特征峰1032cm-1,P-O-Ph特征峰1231cm-1,P-Ph特征峰1595cm-1,P=O特征峰1215cm-1,芳氢的面外弯曲振动峰850cm-1
应用实施例:
按照表1称取物料:
表1:
应用实施例 DOPO衍生物阻燃剂(g) 聚苯乙烯(g) P含量
应用实施例1 30 970 0.13wt%
应用实施例2 40 960 0.19wt%
应用实施例3 50 950 0.23wt%
应用实施例4 80 920 0.37wt%
应用实施例5 100 900 0.47wt%
将DOPO衍生物阻燃剂和聚苯乙烯混合均匀;加入双螺杆挤出机中,在机组温度200-220℃、模头温度210℃、螺杆转速200rpm的条件下,挤出造粒,再经干燥,冷却,得到阻燃聚苯乙烯样品。对该样品进行UL94垂直燃烧试验,结果表2所示:
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种DOPO衍生物阻燃剂,其特征在于,其结构式如下:
2.如权利要求1所述的一种DOPO衍生物阻燃剂的制备方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)将氨基二甲基五氟苯基硅烷和8-三氟甲基喹啉-2-甲醛在溶剂中加热,反应结束后,得含有中间产物I的反应体系;
(2)将DOPO加入到步骤(1)得到的含有中间产物I的反应体系中加热,反应结束后,洗涤、干燥,得DOPO衍生物阻燃剂。
3.如权利要求2所述的一种DOPO衍生物阻燃剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中氨基二甲基五氟苯基硅烷和8-三氟甲基喹啉-2-甲醛的摩尔比为1:1。
4.如权利要求2所述的一种DOPO衍生物阻燃剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中反应时间为4-6 h。
5.如权利要求2所述的一种DOPO衍生物阻燃剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中加热温度为80℃。
6.如权利要求2所述的一种DOPO衍生物阻燃剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中溶剂为乙醇、DMF或DMSO。
7.如权利要求2所述的一种DOPO衍生物阻燃剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中溶剂的加入量为氨基二甲基五氟苯基硅烷和8-三氟甲基喹啉-2-甲醛质量和的6-12倍。
8.如权利要求2所述的一种DOPO衍生物阻燃剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中的DOPO和步骤(1)中的8-三氟甲基喹啉-2-甲醛的摩尔比为1:1。
9.如权利要求2所述的一种DOPO衍生物阻燃剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中的反应温度为80℃。
10.如权利要求2所述的一种DOPO衍生物阻燃剂的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中的反应时间为4-6 h。
CN201710119986.8A 2017-03-02 2017-03-02 一种dopo衍生物阻燃剂及其制备方法 Expired - Fee Related CN106832409B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710119986.8A CN106832409B (zh) 2017-03-02 2017-03-02 一种dopo衍生物阻燃剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710119986.8A CN106832409B (zh) 2017-03-02 2017-03-02 一种dopo衍生物阻燃剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106832409A CN106832409A (zh) 2017-06-13
CN106832409B true CN106832409B (zh) 2018-11-02

Family

ID=59137288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710119986.8A Expired - Fee Related CN106832409B (zh) 2017-03-02 2017-03-02 一种dopo衍生物阻燃剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106832409B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020212374A1 (en) * 2019-04-16 2020-10-22 Byk-Chemie Gmbh Silyl functional compound for improving flame retardant properties
EP3956393B1 (en) 2019-04-16 2023-06-07 BYK-Chemie GmbH Silyl functional compound for improving flame retardant properties

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101445520A (zh) * 2007-11-26 2009-06-03 中国科学院化学研究所 一种含磷有机硅化合物及其制备方法与应用
CN101792537A (zh) * 2010-03-17 2010-08-04 北京理工大学 一种含dopo基团的硅烷偶联剂及其制备方法
CN102206398A (zh) * 2011-03-28 2011-10-05 中国科学院化学研究所 液体环氧底填料及其制备方法与应用
CN103073749A (zh) * 2013-01-10 2013-05-01 苏州安鸿泰新材料有限公司 含dopo和层离石墨烯的纳米复合阻燃剂的制备方法与应用
CN104024266A (zh) * 2011-08-08 2014-09-03 联邦材料测试与开发研究所 新型磷酰胺酯——合成和阻燃应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0559170A (ja) * 1991-08-30 1993-03-09 Yoshio Imai ポリイミド組成物の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101445520A (zh) * 2007-11-26 2009-06-03 中国科学院化学研究所 一种含磷有机硅化合物及其制备方法与应用
CN101792537A (zh) * 2010-03-17 2010-08-04 北京理工大学 一种含dopo基团的硅烷偶联剂及其制备方法
CN102206398A (zh) * 2011-03-28 2011-10-05 中国科学院化学研究所 液体环氧底填料及其制备方法与应用
CN104024266A (zh) * 2011-08-08 2014-09-03 联邦材料测试与开发研究所 新型磷酰胺酯——合成和阻燃应用
CN103073749A (zh) * 2013-01-10 2013-05-01 苏州安鸿泰新材料有限公司 含dopo和层离石墨烯的纳米复合阻燃剂的制备方法与应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DOPO-VTS-based coatings in the realm of fire retardants for cotton textile;Sergey Chernyy,et al.;《Journal of Applied Polymer Science》;20150128;第41955页 *
DOPO衍生物阻燃性能研究;陶志强等;《宇航材料工艺》;20111231;第89-92页 *
Preparation and properties of halogen-free flame retardant epoxy resins with phosphorus-containing siloxanes;Jiapei Ding,et al.;《Polymer Bulletin》;20090630;第829-841页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN106832409A (zh) 2017-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104086593B (zh) 一类dopo衍生物、其制备方法及应用
EP2581379B1 (de) Halogenfreies, phosphorhaltiges flammschutzmittel
CN106905370B (zh) 一种疏水性dopo衍生物阻燃剂及其制备方法
CN106832409B (zh) 一种dopo衍生物阻燃剂及其制备方法
TWI387588B (zh) 含磷基團化合物及其在阻燃上的應用
TW201335170A (zh) 二膦酸與二烷膦酸之混合物,彼之製法與應用
EP2284208B1 (de) Phosphorhaltiges Flammschutzmittel
CN106905561B (zh) 一种含氟的dopo衍生物阻燃剂及其制备方法
CN106832906B (zh) 一种用于3d打印的高阻燃性尼龙复合材料
CN106916186B (zh) 一种氟基dopo衍生物阻燃剂及其制备方法
CN106905369B (zh) 一种含氮磷的表面迁移性阻燃剂及其制备方法
CN106832408B (zh) 一种含硅的dopo衍生物阻燃剂及其制备方法
CN106867025B (zh) 一种高效阻燃剂及其制备方法
CN106928278A (zh) 一种新型dopo基阻燃剂及其制备方法
CN106832407B (zh) 一种高含磷量阻燃剂及其制备方法
CN106832404B (zh) 含氮磷的表面迁移性阻燃剂及其制备方法
CN106916185B (zh) 一种具有表面迁移性的阻燃剂及其制备方法
CN106832405B (zh) 一种含氮磷的dopo衍生物阻燃剂及其制备方法
CN106831878B (zh) 一种含硅和氟的dopo衍生物阻燃剂及其制备方法
CN103724661A (zh) 新型环保磷系阻燃剂2-(二苯基膦酰)-1,4-苯二酚及其制备方法和阻燃环氧树脂组合物
US10570252B2 (en) Flame retardant lactide monomors for polylactide synthesis
CN106832890A (zh) 一种高效阻燃性聚氨酯组合物
CN106633922A (zh) 一种超支化的含磷阻燃剂及其制备方法和应用
Chu et al. Phosphorus Containing Rubber Seed oil as a Flame Retardant Plasticizer for Polyvinyl Chloride
CN107011536B (zh) 一种草甘膦三聚氰胺盐阻燃剂的制备及其在聚乳酸中应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200103

Address after: 558000 Huadu Industrial Park, Weng'an Development Zone, Qiannan Buyei and Miao Autonomous Prefecture, Guizhou Province

Patentee after: Guizhou Hengyu New Material Co.,Ltd.

Address before: 215600 New Material Technology Development Co., Ltd. of Fangang Village, Yangshe Town, Zhangjiagang City, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee before: ZHANGJIAGANG SHANMU NEW MATERIAL TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd.

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20181102