一种含均三嗪结构氧杂膦菲阻燃性化合物及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种含均三嗪结构氧杂膦菲阻燃性化合物及其制备方法，其特征是以９，１０－二氢－９－氧杂－１０－膦菲－１０－氧化物（ＤＯＰＯ）和对羟基苯甲醛为原料经溶液法合成出中间体，再与三聚氯氰在相转移催化剂存在下反应得到产物２，４，６－三（４－（１０－次甲基羟基－９，１０－二氢－９－氧杂－１０－膦菲－１０－氧化物）苯氧基）－１，３，５－三嗪，该化合物外观为白色结晶体，熔点为１６６～１６９℃，热稳定性好，阻燃效率高，既可作为反应型阻燃剂用于环氧树脂、聚氨酯等热固性树脂的阻燃，又可作为添加型阻燃剂用于ＡＢＳ、尼龙等工程塑料的无卤阻燃。该化合物具有如下化学结构式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于磷氮协同阻燃性化合物
，涉及一种含均三嗪结构氧杂膦 菲阻燃性化合物2，4，6-三(4-(10-次甲基羟基-9,10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物) 苯氧基)-l，3，5-三嗪及其制备方法和用途，制得的化合物既可作为反应型阻燃剂制 备无卤阻燃树脂，又可作为添加型阻燃剂用于工程塑料的无卣阻燃。
技术介绍
传统的卤系阻燃剂由于阻燃效率高、适用面广、不致过多恶化基材的物理机 械性能、性价比优势明显而得到广泛应用，并占据了阻燃领域的主导地位。然而 多数含卤阻燃材料燃烧时存在多烟、有毒或腐蚀性气体放出等二次危害，对环境 和人身安全构成了严重威胁。基于环保安全的要求，2004年欧盟出台了 RoHS 环保指令、对卤系阻燃剂的应用做出了明确限制，此举加速了全球范围内阻燃材 料无卤化的进程。目前，国际上无卤阻燃剂的最新研发热点之一就是利用多种阻燃元素协效来 弥补单一阻燃方法的不足，从而较好地平衡阻燃剂用量、性能和成本的关系，满 足日益增长的环保与安全性的要求。而采用磷氮协效已成为磷系、氮系阻燃剂研 究开发的最新方向，已在诸多领域成为环保无卤阻燃最现实的选择之一。近年来，以9,10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物(简称DOPO)为代表的氧 杂膦菲类化合物已成为无卤环保阻燃剂研发与应用的热点，此类化合物具有无 鹵、低毒、不易水解、不易挥发、不易析出、与聚合物相容性好、阻燃性能持久的优点。然而DOPO单体直接用于高分子材料的阻燃存在一定的问题 一方面在于DOPO作为阻燃剂直接应用以达到UL-94 V-O级阻燃效果时，成本难以接 受；另一方面由于DOPO在18(TC即开始分解，不能满足多数聚合物材料的加工 温度。为了克服DOPO自身存在的缺陷，研究者陆续开发出了一系列DOPO衍生 物，例如世界专利W06,291,626，美国专利US4，127，5卯、US3，702,878，日本专利JP4，127，590等合成出了含酚羟基、醇羟基、羧基、酯基结构的氧杂膦菲化合 物，并在线性聚酯、环氧树脂、线性聚酯、聚氨酯等特定的高分子材料，得到了 成功应用。此外，DOPO衍生物在热固性树脂特别是环氧树脂中还能充当阻燃 性的固化剂作用，例如文献(Yng Ling Liu:"Flame-retardant epoxy resins from novel phosplioms-containing novalac"， Poiymer42，3445-3454 (2001))报道了 DOPO与对羟基苯甲醛反应生成含酚羟基的DOPO衍生物，其进一步反应生成 含磷的酚醛接入到环氧树脂基体中，能起到很好的阻燃固化作用。三嗪结构热稳定性好，成炭率高，中国专利CN101070475A提供了一种多 溴苯氧基取代的均三嗪阻燃剂，SV。热失重温度为390。C，55(TC的残炭率为12%。 三嗪阻燃剂和氧杂膦菲阻燃剂具有各自的优点，但迄今为止，在磷氮协同阻燃方 面，未见有关含三嗪结构的氧杂膦菲类阻燃性化合物的合成与应用报道。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在克服上述现有技术中的不足之处，提供一种工艺简单、性 能优良的含均三嗪结构氧杂膦菲阻燃性化合物2，4，6-三(4-(10-次甲基羟基-9，10-二氢-9_氧杂-10-膦菲-10-氧化物)苯氧基)-1，3,5-三嗪及其制备方法和用途。本专利技术的内容是 一种含均三嗪结构氧杂膦菲阻燃性化合物，其特征是该 化合物的化学名称为2, 4, 6-三(4-(10-次甲基羟基-9, 10-二氢-9-氧杂-10-膦菲 -10-氧化物)苯氧基)-1, 3， 5-三嗪，该化合物具有如下化学结构式<formula>formula see original document page 5</formula>该化合物2，4，6-三(4-(10-次甲基羟基-9，10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物)苯氧基)-l，3，5-三嗪，其外观为白色结晶体，熔点为166 169。C，分析结果如下元素分析结果实测值为co(C)- 66.51%、 to(H)=4.21%、 co(N)=3.93%，理 论值为co(C)= 66.12%、 <o(H)=3.88 %、 to(N)=3.86%;质谱分析结果(m/Z): IO卯 (M+， 100);红外光谱分析结果FT-IR(KBr)，v/cm—、 3249、 1119附近为仲 醇O—H的伸缩振动峰，3066附近为苯环上的C一H伸縮振动峰，1573、 1371 附近为三嗪环骨架振动峰，1594、 1505、 1478附近为苯环的骨架振动峰，1431 附近为P—Ph的伸縮振动峰，1213、 929附近为P—O—Ph的伸縮振动峰，845 附近为苯环两个连接H的吸收峰，756附近为苯环四个连接H的吸收峰；核磁 共振氢谱分析结果(氘代二甲基亚砜，300MHz) 8:2.48 2,51(m， 3H)， 8=3.35(s， 3H)' S=8.17~8.24(m ， 3H) ， 8=8.11~8.14(d , 3H) ， S=7.91~7.98(m ， 3H)， S=7.74~7.82(q， 3H)， 8-7.58~7.62(t， 3H)， 7.21~7.50(m， 18H)。本专利技术的另一内容是化合物2，4，6-三(4-(10-次甲基羟基-9，10-二氢-9-氧杂 -10-膦菲-10-氧化物)苯氧基)-1,3,5-三嗪的方法，其特征是步骤为将9，10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物(DOPO)和对羟基苯甲醛按照l: 的摩尔比取量，加入到装有溶剂甲苯(溶剂用量较好的为DOPO重量的 7~10倍，溶剂也可采用现有技术中DOPO衍生物制备时使用的其它有机溶剂； 后同)的反应器中，搅拌升温，并在回流温度下反应3 8h，冷却至室温，过滤， 固体物用溶剂甲苯洗涤，(然后还可以进一步用体积比为2份甲苯和1份甲醇的 混合溶剂对所得固体物重结晶)，得到纯净的白色结晶含磷中间体；再将制得的含磷中间体与三聚氯氰(即2,4,6-三氯-l,3,5-三嗪)、相转移催化 剂按照2.8~3.2: 1: 0.01~0.1的摩尔配比分别取量，与适量有机溶剂(溶剂用量 较好的为三聚氯氰重量的10~30倍) 一并加入到一个反应器中，搅拌并冷却到 1~10°C,取与含磷中间体等摩尔量的氢氧化钠配制成重量百分浓度为5%~20% 的氢氧化钠水溶液，滴加到上述反应器中，滴加时间为0.5~3 1,过程中维持体系 温度在1 1(TC，滴加完毕，加热反应物料至30 80'C再反应l~5h,然后蒸馏除 去溶剂，冷却，过滤，滤饼经洗涤烘干后得到产物:2，4，6-三(4-(10-次甲基羟基-9，10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物)苯氧基)-l,3，5-三嗪。本专利技术制备化合物2，4,6-三(4-(10-次甲基羟基-9，10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物)苯氧基)-l,3，5-三嗪的化学反应式为本专利技术制得的化合物2，4，6-三(4-(10-次甲基羟基-9，10-二氢-9-氧杂-10-膦菲 -10-氧化物)苯氧基)-1，3，5-三嗪外观为白色结晶体，熔点为166~169°C;其热稳定 性较本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含均三嗪结构氧杂膦菲阻燃性化合物，其特征是：该化合物的化学名称为２，４，６－三（４－（１０－次甲基羟基－９，１０－二氢－９－氧杂－１０－膦菲－１０－氧化物）苯氧基）－１，３，５－三嗪，该化合物具有如下化学结构式：　＊＊＊。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐安斌，汤俊杰，黄杰，
申请(专利权)人：四川东材科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]