CN116082535A - 含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的阻燃剂、合成方法及应用 - Google Patents
含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的阻燃剂、合成方法及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了含聚葡萄糖胺‑2‑氨基结构的阻燃剂、合成方法及应用，该含聚葡萄糖胺‑2‑氨基结构的阻燃剂的制备方法如下：S1：在氮气保护的条件下，将壳聚糖及肉桂醛加入溶剂中进行初步的席夫碱反应，得到肉桂壳聚糖悬浊液；S2：将DOPO加入S1的肉桂壳聚糖悬浊液，进行加成反应，生成肉桂壳聚糖磷杂菲悬浊液；S3：将S2的肉桂壳聚糖磷杂菲悬浊液冷却，经过分离、纯化和干燥等处理得到该阻燃剂。本发明利用了壳聚糖含有氨基的结构特点，通过肉桂醛在结构上引入DOPO，利用氮‑磷共轭体系具有协同阻燃的特点，让含聚葡萄糖胺‑2‑氨基阻燃剂的环氧树脂在燃烧中更容易形成致密碳层，从而隔绝氧气与内部材料的接触，减少烟雾释放。
Description
技术领域
本发明涉及阻燃剂技术领域，尤其涉及含聚葡萄糖胺-2-氨基结构结构的阻燃剂、合成方法及应用。
背景技术
目前主要通过在环氧树脂中添加阻燃剂来提高其阻燃性能。常用的阻燃性能较好的阻燃剂是以DOPO作为中间体制备的阻燃剂，但是该类阻燃剂虽然能够有效提高环氧树脂的阻燃性能，但是其阻燃性能仍需进一步提高，且现有的阻燃剂在添加到环氧树脂中后对环氧树脂的烟释放的抑制效果仍不够理想。因此亟需开发一种新的阻燃剂，以使其添加至环氧树脂中后能够显著提高环氧树脂的阻燃性和烟释放抑制效果。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的阻燃剂、合成方法和应用，利用了壳聚糖含有氨基的结构特点，通过肉桂醛在结构上引入DOPO，制备氮-磷共轭体系的阻燃剂。利用氮-磷共轭体系具有协同阻燃的特点，让含聚葡萄糖胺-2-氨基阻燃剂的环氧树脂在燃烧中更容易形成致密碳层，从而隔绝氧气与内部材料的接触，同时减少烟雾释放。
本发明提出的含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的阻燃剂，分子结构如下：
优选地，n的取值为200-400。
本发明提出的含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的阻燃剂的合成方法，其合成步骤如下：
S1：在有氮气保护的情况下，将壳聚糖及肉桂醛加入适当的溶剂中进行初步席夫碱反应，合成产物为含有肉桂壳聚糖的悬浊液；
S2：将9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物加入S1的含有肉桂壳聚糖的悬浊液中进行下一步反应，反应产物为含有肉桂壳聚糖磷杂菲的悬浊液；
S3：将S2的肉桂壳聚糖磷杂菲悬浊液冷却，经过分离、洗涤和过滤等操作后，将过滤出来的固体充分干燥，得到含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的磷氮高效阻燃剂。
优选地，S1中的溶剂为DMF、甲苯和二甲苯中的一种。
优选地，S1中壳聚糖与肉桂醛的摩尔比为1:0.1-10。
优选地，S1中席夫碱反应的温度为40-90℃，时间为6-36h。
优选地，S2中的反应温度为60-110℃，时间为6-36h。
优选地，S2中9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与肉桂壳聚糖的摩尔比为1:0.1-10。
优选地，S3中干燥的温度为40-90℃，干燥的时间为12-48h。
本发明提出的上述含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的阻燃剂在环氧树脂材料中的应用。
本发明的有益技术效果：
(1)本发明的聚葡萄糖胺-2-氨基的结构中含有丰富的伯胺，在肉桂醛和DOPO反应后，生成的衍生物中的氮元素和磷元素具有协同作用，可以大幅提高阻燃剂的阻燃效果。
(2)本发明以聚葡萄糖胺-2-氨基和肉桂醛为原料，在制备的新的阻燃剂中具有聚葡萄糖胺-2-氨基结构，具有优秀的成碳性。这让添加了新型阻燃剂的环氧树脂材料，在燃烧的过程中更容易碳化，形成致密保护层，从而隔绝氧与内部材料的接触，同时也隔绝了烟尘向空气中的释放，不仅能够达到很好的阻燃效果，而且能够大幅度降低总烟释放量。
(3)本发明的含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的磷氮高效阻燃剂合成方法简单、产率高达85％，且不仅不含有卤素，其中一种原料壳聚糖来自虾蟹的加工废弃物，成本低廉，绿色环保。
附图说明
图1为本发明提出的实施例1制备的阻燃剂的红外光谱图；
图2为本发明提出的未添加阻燃剂的环氧树脂燃烧以后残渣的SEM图；
图3为本发明提出的添加有实施例1的阻燃剂的环氧树脂燃烧以后残渣的SEM图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1
本实施例中含聚葡萄糖胺-2-氨基的磷氮高效阻燃剂的制备方法步骤如下：
(1)在氮气保护存在的情况下，将壳聚糖和肉桂醛按照1:2的摩尔比加入反应溶剂中，40℃下，反应24小时，进行第一步席夫碱反应，得到含有肉桂壳聚糖的悬浊液，该反应过程可以使用DMF作为反应溶剂；
(2)将与肉桂壳聚糖的摩尔量相等的9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物加入上述的含有肉桂壳聚糖的悬浊液中，使9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与肉桂壳聚糖进行第二步的亲和加成反应，反应持续12小时，反应温度保持在60℃，最终得到含有肉桂壳聚糖磷杂菲的悬浊液；
(3)将所述的含有肉桂壳聚糖磷杂菲的悬浊液在室温下冷却，用布氏漏斗抽滤，将抽滤得到的固体用去离子水在容器中洗涤2次，过滤后得到固体，再将固体保持在90℃的条件下，真空干燥12h，最终得到含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的磷氮高效阻燃剂。
取本实施例中制备的阻燃剂进行红外分析，结果如图1所示。图1图中1633cm-1处的特征值吸收峰表示C＝N双键的形成。754cm-1处的特征值吸收峰表示肉桂壳聚糖磷杂菲结构中有芳香环的存在。920cm-1处的特征值吸收峰表示肉桂醛残基中的C＝C双键被转变成C—C单键。
经计算，本实施例中的含聚葡萄糖胺-2-氨基高效阻燃剂产率为85.8％。
将实施例1的含聚葡萄糖胺-2-氨基的磷氮高效阻燃剂与环氧树脂按照1:20的质量比，在90℃的条件下，进行充分的混合搅拌。同时，在真空和搅拌的条件下，加入固化剂DDM，其添加量为环氧树脂质量的15％。完全混合均匀后，将混合好的阻燃环氧树脂混合物倒入模具，固化后到阻燃环氧树脂材料A。
根据ASTMD2863-97标准，测得新制备的阻燃环氧树脂材料A的极限氧指数是30.5％。根据ASTMD3801，测得新制备的阻燃环氧树脂材料A的垂直燃烧结果为V1级别。根据ISO5660测试标准，总烟释放量下降到24.5m2，而对照组未添加阻燃剂的环氧树脂固体总烟释放量为71.4m2，下降到对照组的34.3％。
图2为未添加任何阻燃剂时的环氧树脂材料，燃烧后残留物的SEM图片；图3为本发明的实施例1中制备出的阻燃环氧树脂材料A，燃烧后残留物的SEM图片。从图片对比中可以看出，在实施例中，制备的阻燃环氧树脂固体，燃烧后的残留物表层完整且致密，能够隔绝空气与环氧树脂材料的直接接触，从起到阻止燃烧的作用。
实施例2
本实施例中含壳聚糖结构的磷氮高效阻燃剂的合成，包括以下步骤：
(1)在氮气保护存在的情况下，将壳聚糖和肉桂醛按照1:3的摩尔比加入反应溶剂中，60℃下，反应16小时，进行第一步席夫碱反应，得到含有肉桂壳聚糖的悬浊液，该反应过程可以使用DMF作为反应溶剂；
(2)将2倍摩尔量的9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物加入上述的含有肉桂壳聚糖的悬浊液中，使9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与肉桂壳聚糖进行第二步的亲和加成反应，反应持续16小时，反应温度保持在70℃，最终得到含有肉桂壳聚糖磷杂菲的悬浊液；
(3)将所述的含有肉桂壳聚糖磷杂菲的悬浊液在室温下冷却，用布氏漏斗抽滤，将抽滤得到的固体用去离子水在容器中洗涤3次，过滤后得到固体，再将固体保持在55℃的条件下，真空干燥18h，最终得到含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的磷氮高效阻燃剂。
经计算，本实施例中的含聚葡萄糖胺-2-氨基阻燃剂产率为85.4％。
将实施例2制备的阻燃剂与环氧树脂和固化剂DDM按质量比12:17:100的比例采用实施例1的方法制备环氧树脂固体B。
根据ASTMD2863-97标准，测得新制备的阻燃环氧树脂材料A的极限氧指数是31.5％。根据ASTMD3801，测得新制备的阻燃环氧树脂材料A的垂直燃烧结果为V0级别。根据ISO5660测试标准，总烟释放量下降到21.2m2，而对照组未添加阻燃剂的环氧树脂固体总烟释放量为71.4m2，下降到对照组的29.7％。
实施例3
本实施例中含壳聚糖结构的磷氮高效阻燃剂的合成，包括以下步骤：
(1)在氮气保护存在的情况下，将壳聚糖和肉桂醛按照1:2的摩尔比加入反应溶剂中，90℃下，反应12小时，进行第一步席夫碱反应，得到含有肉桂壳聚糖的悬浊液，该反应过程可以使用DMF作为反应溶剂；
(2)将1.5倍摩尔量的9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物加入上述的含有肉桂壳聚糖的悬浊液中，使9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与肉桂壳聚糖进行第二步的亲和加成反应，反应持续12小时，反应温度保持在80℃，最终得到含有肉桂壳聚糖磷杂菲的悬浊液；
(3)将所述的含有肉桂壳聚糖磷杂菲的悬浊液在室温下冷却，用布氏漏斗抽滤，将抽滤得到的固体用去离子水在容器中洗涤3次，过滤后得到固体，再将固体保持在65℃的条件下，真空干燥10h，最终得到含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的磷氮高效阻燃剂。
经计算，本实施例中的含聚葡萄糖胺-2-氨基阻燃剂产率为85.5％。
将实施例2制备的阻燃剂与环氧树脂和固化剂DDM按质量比3:4:20的比例采用实施例1的方法制备环氧树脂固体。
参照ASTMD2863-97和ASTMD3801，制备的环氧树脂固体氧指数测试结果为32.1，垂直燃烧实验结果为V0级别。
参照ISO5660，总烟释放量下降到20.1m2，而对照组未添加阻燃剂的环氧树脂固体总烟释放量为71.4m2，下降到对照组的28.2％。
对比例1
将实施例1制备的环氧树脂固体A中的阻燃剂替换为DOPO，制得环氧树脂固体D。
参照ISO5660，环氧树脂固体D的总烟释放量为71.5m2，而对照组未添加阻燃剂的环氧树脂固体总烟释放量为71.4m2，说明该组分对环氧树脂的烟释放没有抑制效果。
对比例2
将实施例1制备的环氧树脂固体A中的阻燃剂替换为自主合成的聚哌嗪磷杂菲，制得环氧树脂固体E。
参照ISO5660，环氧树脂固体E的总烟释放量为48.2m2，抑制烟释放的效果较差，而实施例1以壳聚糖和肉桂醛为原料，使得阻燃剂中具有壳聚糖结构，壳聚糖结构具有很好的成碳性，含有阻燃剂的环氧树脂热固材料在燃烧中更容易形成致密碳层，从而隔绝氧与内部材料的接触，同时也隔绝了烟尘向空气中的释放，不仅能够达到很好的阻燃效果，而且能够大幅度降低总烟释放量。
Claims (10)
1.含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的阻燃剂，其结构特征如下：
2.根据权利要求1所述的含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的阻燃剂，其特征在于，n的取值为200-400。
3.如权利要求1或2所述的含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的阻燃剂的合成方法，其特征方法步骤如下：
S1：在有氮气保护的情况下，将壳聚糖及肉桂醛加入适当的溶剂中进行初步席夫碱反应，合成产物为含有肉桂壳聚糖的悬浊液；
S2：将9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物加入S1的含有肉桂壳聚糖的悬浊液中进行下一步反应，反应产物为含有肉桂壳聚糖磷杂菲的悬浊液；
S3：将S2的肉桂壳聚糖磷杂菲悬浊液冷却，经过分离、洗涤和过滤等操作后，将过滤出来的固体充分干燥，得到含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的磷氮高效阻燃剂。
4.根据权利要求3所述的含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的阻燃剂的制备过程中，其特征方法在于，S1中的溶剂可以为DMF、甲苯和二甲苯中的一种。
5.根据权利要求3所述的含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的磷氮高效阻燃剂的制备过程中，其特征方法在于，S1中壳聚糖与肉桂醛的摩尔比为1:0.1-10。
6.根据权利要求3所述的含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的阻燃剂的制备过程中，其特征方法在于，S1过程中的缩合反应为席夫碱反应，其温度范围为40-90℃，反应时间范围为6-36h。
7.根据权利要求3所述的含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的阻燃剂的制备过程中，其特征方法在于，S2过程中的缩合反应为亲核加成反应，其温度范围为60-110℃，反应时间范围为6-36h。
8.根据权利要求3所述的含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的阻燃剂的制备过程中，其特征方法在于，S2中9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物与肉桂壳聚糖的摩尔比为1:0.1-10。
9.根据权利要求3所述的含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的阻燃剂的制备过程中，其特征方法在于，S3中干燥过程的温度范围为40-90℃，干燥过程的时间范围为12-48h。
10.如权利要求1或2所述的含聚葡萄糖胺-2-氨基结构的阻燃剂在环氧树脂材料中的应用。
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Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105175738A (zh) * | 2015-10-29 | 2015-12-23 | 中国科学技术大学 | 阴离子聚电解质、尼龙织物的后整理阻燃方法 |
| CN106008742A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-10-12 | 国家海洋局第三海洋研究所 | 具有类纤维素结构的海洋生物质基阻燃剂 |
| CN107163164A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-09-15 | 广西师范学院 | 交联型大分子光稳定剂的制备方法 |
| CN107352848A (zh) * | 2017-08-18 | 2017-11-17 | 苏州格瑞格登新材料科技有限公司 | 一种耐磨阻燃环保建筑材料及其制备方法 |
| CN107353591A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-11-17 | 倪群 | 一种环保杂化接枝阻燃环氧材料及其制备方法 |
| CN109306544A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-02-05 | 杨成云 | 一种改性pla丝束及其制备方法 |
| CN110511431A (zh) * | 2019-09-03 | 2019-11-29 | 武汉工程大学 | 一种含苯代三聚氰胺结构的氮-磷系高效阻燃剂及其合成与应用 |
| CN111303483A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-06-19 | 皖西学院 | 含对羟基苯甲醛和色胺结构的氮-磷系高效阻燃剂、制备方法及应用 |
| CN113248634A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-08-13 | 衡阳师范学院 | Chitosan-Schiff/DOPO阻燃剂及其制备方法和改性环氧树脂 |
| CN113354756A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-09-07 | 武汉海翎化学工业有限公司 | 生物基无卤阻燃剂、其制备及无卤阻燃水性丙烯酸涂料 |
| CN114409827A (zh) * | 2022-01-29 | 2022-04-29 | 武汉工程大学 | 基于壳聚糖衍生物的具有高的阻燃性能的透明环氧树脂材料的合成及性能 |
| US20220153877A1 (en) * | 2019-03-08 | 2022-05-19 | National University Corporation Kanazawa University | Polysaccharide derivative production method and lignin derivative production method |
| CN115197475A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-10-18 | 福州大学 | Dopo/atmp改性壳聚糖负载铝基单组份膨胀型阻燃剂及其制备方法和应用 |
| WO2023003835A1 (en) * | 2021-07-19 | 2023-01-26 | Eastman Chemical Company | Melt-processable, biodegradable cellulose acetates, compositions, melts and melt-formed articles made therefrom |
| CN115975370A (zh) * | 2022-12-26 | 2023-04-18 | 中天科盛科技股份有限公司 | 一种无卤素阻燃tpu及其制备方法 |
-
2023
- 2023-02-13 CN CN202310102613.5A patent/CN116082535A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105175738A (zh) * | 2015-10-29 | 2015-12-23 | 中国科学技术大学 | 阴离子聚电解质、尼龙织物的后整理阻燃方法 |
| CN106008742A (zh) * | 2016-05-18 | 2016-10-12 | 国家海洋局第三海洋研究所 | 具有类纤维素结构的海洋生物质基阻燃剂 |
| CN107163164A (zh) * | 2017-06-02 | 2017-09-15 | 广西师范学院 | 交联型大分子光稳定剂的制备方法 |
| CN107353591A (zh) * | 2017-06-29 | 2017-11-17 | 倪群 | 一种环保杂化接枝阻燃环氧材料及其制备方法 |
| CN107352848A (zh) * | 2017-08-18 | 2017-11-17 | 苏州格瑞格登新材料科技有限公司 | 一种耐磨阻燃环保建筑材料及其制备方法 |
| CN109306544A (zh) * | 2018-09-29 | 2019-02-05 | 杨成云 | 一种改性pla丝束及其制备方法 |
| US20220153877A1 (en) * | 2019-03-08 | 2022-05-19 | National University Corporation Kanazawa University | Polysaccharide derivative production method and lignin derivative production method |
| CN110511431A (zh) * | 2019-09-03 | 2019-11-29 | 武汉工程大学 | 一种含苯代三聚氰胺结构的氮-磷系高效阻燃剂及其合成与应用 |
| CN111303483A (zh) * | 2020-03-06 | 2020-06-19 | 皖西学院 | 含对羟基苯甲醛和色胺结构的氮-磷系高效阻燃剂、制备方法及应用 |
| CN113354756A (zh) * | 2021-06-04 | 2021-09-07 | 武汉海翎化学工业有限公司 | 生物基无卤阻燃剂、其制备及无卤阻燃水性丙烯酸涂料 |
| CN113248634A (zh) * | 2021-07-09 | 2021-08-13 | 衡阳师范学院 | Chitosan-Schiff/DOPO阻燃剂及其制备方法和改性环氧树脂 |
| WO2023003835A1 (en) * | 2021-07-19 | 2023-01-26 | Eastman Chemical Company | Melt-processable, biodegradable cellulose acetates, compositions, melts and melt-formed articles made therefrom |
| CN114409827A (zh) * | 2022-01-29 | 2022-04-29 | 武汉工程大学 | 基于壳聚糖衍生物的具有高的阻燃性能的透明环氧树脂材料的合成及性能 |
| CN115197475A (zh) * | 2022-07-18 | 2022-10-18 | 福州大学 | Dopo/atmp改性壳聚糖负载铝基单组份膨胀型阻燃剂及其制备方法和应用 |
| CN115975370A (zh) * | 2022-12-26 | 2023-04-18 | 中天科盛科技股份有限公司 | 一种无卤素阻燃tpu及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| RUI CHEN 等: "Synthesis of chitosan-based flame retardant and its fire resistance in epoxy resin", 《CARBOHYDRATE POLYMERS》, no. 245, pages 116530 * |
| 王亚男 等: "壳聚糖基可注射纳米复合凝胶的制备及表征", 《功能材料》, vol. 48, no. 10, pages 10183 - 10187 * |
| 陈瑞 等: "基于色胺的磷氮阻燃剂的合成及阻燃性能", 《武汉工程大学学报》, vol. 44, no. 06, pages 648 - 652 * |
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