CN115073522A - 基于dopo基团含硅磷氮的化合物及其制备方法和用途 - Google Patents
基于dopo基团含硅磷氮的化合物及其制备方法和用途 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115073522A CN115073522A CN202210850713.1A CN202210850713A CN115073522A CN 115073522 A CN115073522 A CN 115073522A CN 202210850713 A CN202210850713 A CN 202210850713A CN 115073522 A CN115073522 A CN 115073522A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phosphorus
- solution
- dopo
- nitrogen
- flame retardant
- 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.)
- Granted
Links
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 56
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 28
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 28
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 title claims abstract description 28
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 27
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 8
- DWSWCPPGLRSPIT-UHFFFAOYSA-N benzo[c][2,1]benzoxaphosphinin-6-ium 6-oxide Chemical group C1=CC=C2[P+](=O)OC3=CC=CC=C3C2=C1 DWSWCPPGLRSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract 9
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 claims abstract description 10
- MGNCLNQXLYJVJD-UHFFFAOYSA-N cyanuric chloride Chemical compound ClC1=NC(Cl)=NC(Cl)=N1 MGNCLNQXLYJVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 38
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 24
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 16
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 12
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 12
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 8
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 6
- 238000002390 rotary evaporation Methods 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 6
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 6
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 6
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- -1 nitrogen containing compound Chemical class 0.000 claims description 5
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 4
- ZTTFLCGNQCKBRY-UHFFFAOYSA-N O=C1c2ccccc2-c2ccccc2P1=O Chemical compound O=C1c2ccccc2-c2ccccc2P1=O ZTTFLCGNQCKBRY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- JUGMHUQFSYYJTB-UHFFFAOYSA-N n-(3-triethoxysilylpropyl)prop-2-enamide Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCNC(=O)C=C JUGMHUQFSYYJTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- XGHNWFFWGDCAHZ-UHFFFAOYSA-N n-(3-trimethoxysilylpropyl)prop-2-enamide Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNC(=O)C=C XGHNWFFWGDCAHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 abstract description 49
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 47
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 15
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 abstract description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 11
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 abstract description 8
- 239000013076 target substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- JQYOCVPEXWBLGO-UHFFFAOYSA-N [N].[Si].[P] Chemical compound [N].[Si].[P] JQYOCVPEXWBLGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 4
- 238000005033 Fourier transform infrared spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- RGHHSNMVTDWUBI-UHFFFAOYSA-N 4-hydroxybenzaldehyde Chemical compound OC1=CC=C(C=O)C=C1 RGHHSNMVTDWUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- NOVHGUXJIQPGOV-UHFFFAOYSA-N prop-2-enamide;triethoxy(propyl)silane Chemical compound NC(=O)C=C.CCC[Si](OCC)(OCC)OCC NOVHGUXJIQPGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UALUSSOHQPEICU-UHFFFAOYSA-N prop-2-enamide;trimethoxy(propyl)silane Chemical compound NC(=O)C=C.CCC[Si](OC)(OC)OC UALUSSOHQPEICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003254 radicals Chemical group 0.000 description 2
- JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-triazine Chemical group C1=CN=NN=C1 JYEUMXHLPRZUAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxyethyl prop-2-enoate Chemical compound OCCOC(=O)C=C OMIGHNLMNHATMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DEXFNLNNUZKHNO-UHFFFAOYSA-N 6-[3-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperidin-1-yl]-3-oxopropyl]-3H-1,3-benzoxazol-2-one Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C1CCN(CC1)C(CCC1=CC2=C(NC(O2)=O)C=C1)=O DEXFNLNNUZKHNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930040373 Paraformaldehyde Natural products 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 231100000693 bioaccumulation Toxicity 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- TXFOLHZMICYNRM-UHFFFAOYSA-N dichlorophosphoryloxybenzene Chemical compound ClP(Cl)(=O)OC1=CC=CC=C1 TXFOLHZMICYNRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000532 dioxanyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- BNKAXGCRDYRABM-UHFFFAOYSA-N ethenyl dihydrogen phosphate Chemical compound OP(O)(=O)OC=C BNKAXGCRDYRABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002866 paraformaldehyde Polymers 0.000 description 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229920006337 unsaturated polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- DXZMANYCMVCPIM-UHFFFAOYSA-L zinc;diethylphosphinate Chemical compound [Zn+2].CCP([O-])(=O)CC.CCP([O-])(=O)CC DXZMANYCMVCPIM-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
- C07F9/02—Phosphorus compounds
- C07F9/547—Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom
- C07F9/6564—Heterocyclic 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
- C07F9/6571—Heterocyclic 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
- C07F9/657163—Heterocyclic 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
- C07F9/657172—Heterocyclic 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)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/54—Silicon-containing compounds
- C08K5/544—Silicon-containing compounds containing nitrogen
- C08K5/5477—Silicon-containing compounds containing nitrogen containing nitrogen in a heterocyclic ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Fireproofing Substances (AREA)
Abstract
Description
技术领域
本发明涉及一种基于DOPO基团含硅磷氮的化合物,此外,本发明还涉及前述基于DOPO基团含硅磷氮的化合物的制备方法及其应用。
背景技术
火灾时常对公众生命财产安全造成了严重威胁。提高防火意识、开发防火材料,是解决这一威胁的有效途径。而普遍使用的高分子材料,由于较好的性能和生产便利性,替代了一些如钢、木材等的传统材料;但由于其易燃、可燃属性,需对其加以阻燃改进。
向高分子基体中添加阻燃剂,是经济的阻燃改进方式。含氯含溴的卤系阻燃剂,由于具有生物积累性和环境危害而应用受限,无卤阻燃剂成为研究热点。作为具有广泛应用价值的环保型阻燃剂,膨胀型阻燃剂一般由酸源、气源和碳源组成,通过催化形成碳层阻隔,阻断自由基链式反应,实现阻燃效果。研究证明,磷、氮、硅等多种元素并用,既可减少阻燃剂添加量,也可协同强化阻燃效果。磷氮协同阻燃时,可在热分解时得到热稳定性好的交联产物;磷硅协同阻燃时,可增加高温时产生的化合物的热稳定性,提高残炭率。
9,10-二氢-9-氧-10-膦菲-10-氧化物(DOPO)作为阻燃剂时,阻燃效率较高,环保性和安全性较好。但其降解温度较低,热稳定性较差,在实际生产加工时,易受热降解,局限了应用。为此,人们已作了一些改进探索。中国专利CN104629086A公开了一种DOPO基的阻燃剂,其通过DOPO与季戊四醇、乙烯基磷酸酯的反应,得到改性阻燃剂,应用该阻燃剂于聚氨酯中,添加量15%时极限氧指数可至26。中国专利CN106243385A公开了一种DOPO基阻燃剂,其通过DOPO与多聚甲醛制备前驱体,再与二氯化磷酸苯酯、丙烯酸羟乙酯反应制备阻燃剂,可用于不饱和聚酯树脂材料中,添加量需20%以上,达到UL94 V0级。中国专利CN101376665A公开了一种阻燃性化合物,其通过DOPO和对羟基苯甲醛反应得到中间体,再与三聚氯氰合成产物,熔点166-169℃,其用于环氧树脂阻燃剂时,添加量需15%以上,达到UL94 V0级。这些阻燃剂具备高阻燃性,在此基础上,在提升性能的同时简化制备、减少添加量,对于使用成本和应用价值的提高有着重要作用。结合DOPO本身优势,辅以磷氮硅等元素的协同改性,有助于实现这一目标。一般而言,三嗪结构利于分解吸热产生不燃气体;硅氧键离解能高,为459 KJ/mol,可以提供较高的热稳定性和抗氧化能力,也可形成含硅的更坚固碳层,与磷元素发挥协同阻燃效果。这对于开发新型环保、耐热、高效阻燃剂有很好的启示作用。
发明内容
针对现有技术的上述不足,根据本发明的实施例,希望提供一种便于制备、耐热性好、环保、高效的基于DOPO基团含硅磷氮的化合物,并提出该化合物的制备方法。
根据实施例,本发明基于DOPO基团含硅磷氮的化合物作为添加型阻燃剂,令聚酯材料薄膜或纤维具有阻燃效果。
根据实施例,本发明提供的一种基于DOPO基团含硅磷氮的化合物,具备以下式(1)所示结构:
式(1)
其中,R1,R2基为C1-C3的烷基链段。
根据一个实施例,本发明提供的基于DOPO基团含硅磷氮的化合物的制备方法,包括如下步骤:
(1) 根据质量比,1份DOPO溶于20-50份溶剂中,搅拌,通入氮气,加热至100-120℃,加入1-3份硅烷反应物,密封反应5-10h。
(2)冷却至室温,旋蒸除去溶剂,用去离子水冲洗固体,于60-80℃下真空干燥,得到中间产物。
(3)根据质量比,9份中间产物复溶于10-30份溶剂为溶液A,1-3份三聚氯氰溶于另一10-30份溶剂为溶液B。
(4)溶液A温度调节为0-5℃,搅拌条件下,将溶液B以2-4ml/min速度滴加入溶液A中,滴完继续搅拌1-3h。
(5)根据质量比,向混合液中以2ml/min速度滴加0.5-2份氢氧化钠溶液,加热至50-60℃,搅拌5-8h。
(6)升温至回流温度,反应12-24h。
(7)冷却至室温,过滤,用去离子水和无水乙醇依次清洗,于60-80℃下真空干燥,得到最终产物。
根据一个实施例,本发明前述基于DOPO基团含硅磷氮的化合物的制备方法中,溶剂选自二氧六环、二甲基亚砜和N-甲基吡咯烷酮。
根据一个实施例,本发明前述基于DOPO基团含硅磷氮的化合物的制备方法中,步骤(1)中,硅烷反应物选自丙烯酰胺丙基三甲氧基硅烷和丙烯酰胺丙基三乙氧基硅烷。
根据一个实施例,本发明前述基于DOPO基团含硅磷氮的化合物的制备方法中,步骤(5)中,氢氧化钠溶液浓度为1-4mol/L。
根据实施例,本发明提供的基于DOPO基团含硅磷氮的化合物,作为添加型阻燃剂,用于聚酯材料的阻燃处理。
相对于现有技术,本发明通过合成基于DOPO的含磷、硅、氮的化合物,将其应用于聚酯材料,使其具备突出的阻燃功能。随后的实施例和试验例将证明,本发明的阻燃添加剂化合物用于聚酯材料,添加量少,即可达到高阻燃等级。此外,本发明还具有制备方法简便,绿色环保,成本低等特点。
附图说明
图1是实施例1所得阻燃化合物的傅立叶变换红外光谱分析测试谱图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等效变化和修改同样落入本发明权利要求所限定的范围。
本发明以下实施例中所使用的原料如无特别标示均为市售产品。
实施例1
(1)100g的DOPO溶于2.5L二甲基亚砜,搅拌,通入氮气,加热至110℃,加入120g丙烯酰胺丙基三甲氧基硅烷,封闭反应釜,反应8h。
(2)冷却至室温,旋蒸除去溶剂,用去离子水多次冲洗固体,60℃下真空干燥24h,得到中间产物。
(3)90g中间产物复溶于1.5L二甲基亚砜,记为溶液A,120g三聚氯氰溶于另一1L二甲基亚砜,记为溶液B。
(4)溶液A温度调节为2℃,搅拌下,将溶液B以2ml/min速度滴加入溶液A中,滴完继续搅拌2h。
(5)向混合液中以2ml/min速度滴加100g浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液,加热至60℃,搅拌8h。
(6)升温至回流温度,反应24h。
(7)冷却至室温,过滤,去离子水和无水乙醇依次清洗3次,60℃下真空干燥24h,得到最终产物--基于DOPO基团含硅磷氮的化合物。图1为该产物的傅立叶变换红外光谱(FTIR)测试图,可见各基团的吸收峰,表明了化合物结构的合成。
将最终产物作为添加型阻燃剂,用于聚酯材料的阻燃处理。
实施例2
(1)100g的DOPO溶于3L二氧六环,搅拌,通入氮气,加热至100℃,加入150g丙烯酰胺丙基三甲氧基硅烷,封闭反应釜,反应8h。
(2)冷却至室温,旋蒸除去溶剂,用去离子水多次冲洗固体,60℃下真空干燥24h,得到中间产物。
(3)90g中间产物复溶于1L二氧六环,记为溶液A,130g三聚氯氰溶于另一1L二氧六环,记为溶液B。
(4)溶液A温度调节为3℃,搅拌下,将溶液B以2ml/min速度滴加入溶液A中,滴完继续搅拌2h。
(5)向混合液中以2ml/min速度滴加100g浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液,加热至60℃,搅拌8h。
(6)升温至回流温度,反应24h。
(7)冷却至室温,过滤,去离子水和无水乙醇依次清洗3次,60℃下真空干燥24h,得到最终产物--基于DOPO基团含硅磷氮的化合物。
将最终产物作为添加型阻燃剂,用于聚酯材料的阻燃处理。
实施例3
(1)100g的DOPO溶于2L N-甲基吡咯烷酮,搅拌,通入氮气,加热至110℃,加入150g丙烯酰胺丙基三乙氧基硅烷,封闭反应釜,反应10h。
(2)冷却至室温,旋蒸除去溶剂,用去离子水多次冲洗固体,60℃下真空干燥24h,得到中间产物。
(3)90g中间产物复溶于2L N-甲基吡咯烷酮,记为溶液A,120g三聚氯氰溶于另一2L N-甲基吡咯烷酮,记为溶液B。
(4)溶液A温度调节为5℃,搅拌下,将溶液B以3ml/min速度滴加入溶液A中,滴完继续搅拌3h。
(5)向混合液中以2ml/min速度滴加100g浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液,加热至60℃,搅拌8h。
(6)升温至回流温度,反应24h。
(7)冷却至室温,过滤,去离子水和无水乙醇依次清洗3次,60℃下真空干燥24h,得到最终产物--基于DOPO基团含硅磷氮的化合物。
将最终产物作为添加型阻燃剂,用于聚酯材料的阻燃处理。
实施例4
(1)100g的DOPO溶于3L二氧六环,搅拌,通入氮气,加热至100℃,加入150g丙烯酰胺丙基三乙氧基硅烷,封闭反应釜,反应8h。
(2)冷却至室温,旋蒸除去溶剂,用去离子水多次冲洗固体,60℃下真空干燥24h,得到中间产物。
(3)90g中间产物复溶于2L二氧六环,记为溶液A,120g三聚氯氰溶于另一2L二氧六环,记为溶液B。
(4)溶液A温度调节为2℃,搅拌下,将溶液B以3ml/min速度滴加入溶液A中,滴完继续搅拌3h。
(5)向混合液中以2ml/min速度滴加100g浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液,加热至60℃,搅拌7h。
(6)升温至回流温度,反应24h。
(7)冷却至室温,过滤,去离子水和无水乙醇依次清洗3次,60℃下真空干燥24h,得到最终产物--基于DOPO基团含硅磷氮的化合物。
将最终产物作为添加型阻燃剂,用于聚酯材料的阻燃处理。
试验例
将实施例1-4所制备的基于DOPO基团含硅磷氮的化合物作为阻燃添加剂,用于聚酯PET薄膜的生产。测试所制得阻燃薄膜的可见光透过率、极限氧指数和阻燃等级。极限氧指数主要参照《GBT2406.2-2009塑料用氧指数法测定燃烧行为第2部分:室温试验》进行测试。阻燃等级主要参照UL94《防火测试》以及GB/T2408-2008《塑料燃烧性能的测定水平法和垂直法》的相关试验方法以评判阻燃效果。
从表1可知,实施例1-4的薄膜均具有很好的阻燃性,添加基于DOPO基团的含硅磷氮的化合物,极限氧指数(LOI)可由24.7%升至30.7% ,阻燃等级达到V-0等级。基于DOPO基团含硅磷氮的化合物结构中磷、氮、硅三重元素的协同阻燃作用发挥了重要作用,以5%左右的较少添加量,既实现了阻燃等级,又使透过率保持在80%以上。可见,该基于DOPO基团的含硅磷氮化合物在阻燃聚酯材料中具备很好的应用前景。
表1.实施例1-4的阻燃性能测试
添加量 | 可见光透过率 | 极限氧指数(LOI) | 阻燃等级 | |
实施例1 | 5% | 85% | 29.2% | V-0 |
实施例2 | 5% | 83% | 29.7% | V-0 |
实施例3 | 6% | 83% | 30.3% | V-0 |
实施例4 | 6% | 82% | 30.7% | V-0 |
Claims (4)
2.一种基于DOPO基团含硅磷氮的化合物的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)根据质量比,1份9,10-二氢-9-氧-10-膦菲-10-氧化物溶于20-50份溶剂中,搅拌,通入氮气,加热至100-120℃,加入1-3份硅烷反应物,密封反应5-10h,其中:硅烷反应物选自丙烯酰胺丙基三甲氧基硅烷和丙烯酰胺丙基三乙氧基硅烷;
(2)冷却至室温,旋蒸除去溶剂,用去离子水冲洗固体,于60-80℃下真空干燥,得到中间产物;
(3)根据质量比,9份中间产物复溶于10-30份溶剂为溶液A,1-3份三聚氯氰溶于另一10-30份溶剂为溶液B;
(4)溶液A温度调节为0-5℃,搅拌条件下,将溶液B以2-4ml/min速度滴加入溶液A中,滴完继续搅拌1-3h;
(5)根据质量比,向混合液中以2ml/min速度滴加0.5-2份氢氧化钠溶液,加热至50-60℃,搅拌5-8h;
(6)升温至回流温度,反应12-24h;
(7)冷却至室温,过滤,用去离子水和无水乙醇依次清洗,于60-80℃下真空干燥,得到最终产物。
3.根据权利要求2所述的基于DOPO基团含硅磷氮的化合物的制备方法,其特征在于,溶剂选自二氧六环、二甲基亚砜和N-甲基吡咯烷酮。
4.根据权利要求2所述的基于DOPO基团含硅磷氮的化合物的制备方法,其特征在于,步骤(5)中,氢氧化钠溶液浓度为1-4mol/L。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210850713.1A CN115073522B (zh) | 2022-07-20 | 2022-07-20 | 基于dopo基团含硅磷氮的化合物及其制备方法和用途 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210850713.1A CN115073522B (zh) | 2022-07-20 | 2022-07-20 | 基于dopo基团含硅磷氮的化合物及其制备方法和用途 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115073522A true CN115073522A (zh) | 2022-09-20 |
CN115073522B CN115073522B (zh) | 2022-11-18 |
Family
ID=83259094
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210850713.1A Active CN115073522B (zh) | 2022-07-20 | 2022-07-20 | 基于dopo基团含硅磷氮的化合物及其制备方法和用途 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115073522B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117510922A (zh) * | 2023-11-21 | 2024-02-06 | 浙江中发薄膜有限公司 | 一种高透光聚酯薄膜及其制备方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102875842A (zh) * | 2012-09-28 | 2013-01-16 | 沈阳化工大学 | 一种磷氮膨胀型阻燃剂及其制备方法 |
CN103012846A (zh) * | 2012-11-30 | 2013-04-03 | 北京工商大学 | 一种磷杂菲衍生物阻燃剂 |
CN104231312A (zh) * | 2014-09-26 | 2014-12-24 | 苏州科技学院相城研究院 | 三嗪三苯基次膦酸乙酯阻燃剂组合物及其应用方法 |
CN104629086A (zh) * | 2015-03-03 | 2015-05-20 | 北京奥格森新材料科技有限公司 | 一种含dopo基团的阻燃剂及其制备方法 |
US20150203759A1 (en) * | 2012-08-29 | 2015-07-23 | Metadynea Austria Gmbh | Method for producing phosphorus-containing flame retardants |
CN106543229A (zh) * | 2016-07-14 | 2017-03-29 | 北京工商大学 | 基于磷杂菲和三嗪基团的双基化合物及其制备方法、应用 |
CN110670351A (zh) * | 2019-10-09 | 2020-01-10 | 湖南工程学院 | 一种新型三嗪衍生物阻燃剂的合成及应用 |
-
2022
- 2022-07-20 CN CN202210850713.1A patent/CN115073522B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150203759A1 (en) * | 2012-08-29 | 2015-07-23 | Metadynea Austria Gmbh | Method for producing phosphorus-containing flame retardants |
CN102875842A (zh) * | 2012-09-28 | 2013-01-16 | 沈阳化工大学 | 一种磷氮膨胀型阻燃剂及其制备方法 |
CN103012846A (zh) * | 2012-11-30 | 2013-04-03 | 北京工商大学 | 一种磷杂菲衍生物阻燃剂 |
CN104231312A (zh) * | 2014-09-26 | 2014-12-24 | 苏州科技学院相城研究院 | 三嗪三苯基次膦酸乙酯阻燃剂组合物及其应用方法 |
CN104629086A (zh) * | 2015-03-03 | 2015-05-20 | 北京奥格森新材料科技有限公司 | 一种含dopo基团的阻燃剂及其制备方法 |
CN106543229A (zh) * | 2016-07-14 | 2017-03-29 | 北京工商大学 | 基于磷杂菲和三嗪基团的双基化合物及其制备方法、应用 |
CN110670351A (zh) * | 2019-10-09 | 2020-01-10 | 湖南工程学院 | 一种新型三嗪衍生物阻燃剂的合成及应用 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN117510922A (zh) * | 2023-11-21 | 2024-02-06 | 浙江中发薄膜有限公司 | 一种高透光聚酯薄膜及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115073522B (zh) | 2022-11-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107417912B (zh) | 含三嗪环和笼状结构的磷-氮-硅膨胀型阻燃剂及其合成方法 | |
CN102702575B (zh) | 一种单分子磷-硅-氮膨胀型阻燃剂及其制备方法 | |
CN105542160A (zh) | 单组份磷-氮双环笼状大分子膨胀型阻燃剂及其制备方法和应用 | |
CN102352041B (zh) | 一种磷-氮膨胀型阻燃齐聚物及其制备方法 | |
CN104231266A (zh) | 含受阻胺结构单组份大分子膨胀型阻燃剂及其制备方法和应用 | |
CN115073522B (zh) | 基于dopo基团含硅磷氮的化合物及其制备方法和用途 | |
CN109957114B (zh) | 一种木质素膨胀型阻燃剂及其制备方法 | |
CN113214319B (zh) | 一种季鏻盐阻燃剂及其合成方法与应用 | |
WO2020019596A1 (zh) | 一种磷腈类化合物、包括该磷腈类化合物的组合物、包含其的阻燃剂以及应用 | |
CN104341678A (zh) | 一种膨胀型阻燃耐水聚丙烯复合材料 | |
CN113372616A (zh) | 一种含三嗪环的膨胀型阻燃剂及其制备方法 | |
CN110563944B (zh) | 一种聚磷腈共价三嗪聚合物及其制备方法和应用 | |
CN108948348B (zh) | 含三嗪-硅的席夫碱阻燃剂及其合成方法 | |
CN108948424B (zh) | 一种反应型含磷阻燃剂及其制备方法和应用 | |
CN113637160B (zh) | 含三嗪结构的磷-氮星形阻燃剂及其制备方法和应用 | |
CN109206665A (zh) | 一种杂化改性次磷酸铝及其制备方法 | |
CN105153228B (zh) | 一种有机磷氮阻燃剂及其制备方法与应用 | |
CN102731552B (zh) | 阻燃剂三溴苯氧基氯丙氧基硅酸三(氯丙基)酯化合物及其制备方法 | |
CN113150386A (zh) | 一种改性聚磷酸铵膨胀阻燃剂及其制备方法和应用 | |
CN109735157B (zh) | 一种防火阻燃涂料用硅氮磷高效无卤阻燃剂及其制备方法和应用 | |
CN110922637A (zh) | 一种dopo衍生物阻燃光热稳定剂及其制备方法和应用 | |
CN105037426A (zh) | 反应型膨胀阻燃剂及其合成方法 | |
CN105801845A (zh) | 一种二茂铁-三嗪环双基聚酰胺协效成炭剂及其制备方法和用途 | |
CN115403609A (zh) | 一种异氰脲酸三[3-(三甲氧基硅烷基)丙基]酯的制备方法 | |
CN109897159A (zh) | 一种反应性阻燃剂及其制备方法和应用 |
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 |