有机膦氮阻燃剂苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺化合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种有机膦氮阻燃剂苯基亚膦酰‑N，N′‑二笼状磷酸酯胺化合物及其制备方法，该化合物的结构如下式所示：

【技术实现步骤摘要】
有机膦氮阻燃剂苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺化合物及其制备方法
本专利技术涉及一种有机膦氮阻燃剂苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺化合物及其制备方法，具体涉及一种有机膦氮阻燃剂苯基亚膦酰-N，N′-二(1-氧-1-磷杂-2，6，7-三氧杂辛烷基<4>)化合物及其制备方法，该化合物适合用作聚酯、聚氨酯、聚酰胺、环氧树脂、不饱和树脂、聚烯烃等材料的阻燃剂。
技术介绍
阻燃剂主要用于合成高分子材料的阻燃，由于这些材料自身的易燃性，常带来的火灾隐患已成为全球关注的社会问题，随着高分子合成材料的广泛应用，对其阻燃技术的研究也愈来愈受到人们的高度重视。从而极大地促进了阻燃剂的开发研究，阻燃剂的消费量日益剧增，目前阻燃剂在塑料助剂中已成为仅次于增塑剂的第二大助剂。进入21世纪以来，阻燃剂的使用又提出了更严格的环保要求，卤系阻燃剂的应用受到环保法规的限制，更为安全环保的磷氮系阻燃剂越来越受人们的青睐。而有机膦型含氮阻燃剂更受推崇，因其含有C-P键，化学稳定性较高，耐水、耐溶剂性能高，且低烟、低毒，阻燃效率高，与树脂相容性好等优点，成为阻燃剂的研究热点课题。目前，市场上能适应高温加工、阻燃性好、抗融滴的产品有很强的急需性。本专利技术公开了一种有机膦氮阻燃剂苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺化合物及其制备方法。本专利技术是以稳定的笼状磷酸酯胺和苯基二氯化膦为原料，一步法制备该化合物，工艺简单，设备投资少，操作方便，成本低，易转化为工业化生产；本专利技术有机膦氮阻燃剂，具有含磷量高、稳定性好、阻燃效能高、与材料相容性好等优点，因此，本专利技术阻燃剂有非常好的应开发前景。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提出一种有机膦氮阻燃剂苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺化合物，其物化性能稳定，无毒，阻燃效能高，与高分子材料相容性好，可克服现有技术中的不足。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种有机膦氮阻燃剂苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺化合物，其特征在于，该化合物的结构如下式所示：本专利技术的另一目的在于提出一种有机膦氮阻燃剂苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺化合物的制备方法，该方法为一步反应，工艺简单，操作方便，设备投资少，易于规模化生产。其技术方案如下：该方法为：在带有搅拌装置、滴液漏斗、温度计、接有干燥管的高效回流装置的反应器中，加入一定量的有机溶剂、笼状磷酸酯胺和三乙胺，用氮气赶尽瓶内的空气，室温下，开始滴加苯基二氯膦，控制反应物料的摩尔比为苯基二氯化膦∶笼状磷酸酯胺∶三乙胺＝1∶2∶2-1∶2.4∶2，限定滴加过程温度不高于60℃，滴完后升温至80-110℃保温反应4-6h，之后冷却至室温，过滤，用水洗涤，真空干燥，得白色固体苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺。如上所述的一定量的有机溶剂为二氧六环、二乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、苯甲醚、二氯乙烷或乙腈，其用量体积毫升数为笼状磷酸酯胺质量克数的10-15倍。如上所述的笼状磷酸酯胺为1-氧-1-磷杂-2，6，7-三氧杂辛烷基<4>胺，其结构式为：本专利技术有机膦氮阻燃剂苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺为白色固体，产品收率为86.2-92.4％，分解温度：288±5℃。其适合用作聚酯、聚氨酯、聚酰胺、环氧树脂、不饱和树脂、聚烯烃等材料的阻燃剂，该有机膦氮阻燃剂苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺的制备工艺原理如下式所示：与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术有机膦氮阻燃剂苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺化合物含磷量高，阻燃效能高，其笼环结构对称性好，产品稳定，分解温度高，有较好加工性能。(2)本专利技术有机膦氮阻燃剂苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺化合物使用的原料笼状磷酸酯胺本身就是一种优良的反应型有机膦阻燃剂，结构稳定，与苯苯基二氯化膦反应，又提高了磷的含量，还引入电子结构多向化的苯环，赋予产品与材料具有较好的相容性。(3)本专利技术有机膦氮阻燃剂苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺化合物与MCA和MPP复配有较好的协同增效作用，特别是与廉价的MCA复配表现效果更佳，并能大大的降低阻燃材料的生产成本。(4)本专利技术有机膦氮阻燃剂苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺化合物的制备方法为一步反应，工艺简单，设备投资少，操作方便，成本低，易于规模化转化和生产。附图说明为了进一步说明产品的结构和性能特给出如下附图。图1是苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺的红外光谱图；图1表明，在3415.76cm-1处为N-H伸缩振动峰，1257.27cm-1处为P-Ph键的伸缩振动峰，1066.67cm-1处为P＝O键的弯曲振动峰，848.83cm-1处为为P-O-C伸缩振动峰，791.11cm-1、609.85cm-1、499.12cm-1为环状结构的特征吸收峰。图2是苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺的核磁光谱图；图2表明，以氘代水作溶剂，化学位移δ2.05处为-NH-的H峰，化学位移δ4.25为-CH2-的H峰，化学位移δ7.21为苯基H峰。具体实施例以下结合具体实施方式对本专利技术的技术方案做进一步说明。实施例1在带有搅拌器、温度计、滴液漏斗和接干燥管的高效回流冷凝管的250ml四口瓶中，加入100ml二氯乙烷、6.60g笼状磷酸酯胺和4.05g三乙胺，用氮气赶尽瓶内的空气，20℃下滴加3.58苯基二氯膦，滴加过程控制温度不高于60℃，滴加完毕后升温至80℃保温反应4h，之后冷却过滤，滤饼用水洗涤，真空干燥，得白色固体苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺，产率为86.2％，分解温度为288±5℃。实施例2在带有搅拌器、温度计、滴液漏斗和接干燥管的高效回流冷凝管的250ml四口瓶中，加入80ml乙二醇二乙醚、6.60g笼状磷酸酯胺和4.05g三乙胺，用氮气赶尽瓶内的空气，20℃下滴加4.22g苯基二氯膦，滴加过程控制温度不高于60℃，滴加完毕后升温至90℃保温反应5h，之后冷却过滤，滤饼用水洗涤，真空干燥，得白色固体苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺，产率为88.1％，分解温度为288±5℃。实施例3在带有搅拌器、温度计、滴液漏斗和接干燥管的高效回流冷凝管的250ml四口瓶中，加入90ml乙腈、6.60g笼状磷酸酯胺和4.05g三乙胺，用氮气赶尽瓶内的空气，20℃下滴加4.22g苯基二氯膦，滴加过程控制温度不高于60℃，滴加完毕后升温至80℃保温反应5h，之后冷却过滤，滤饼用水洗涤，真空干燥，得白色固体苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺，产率为90.0％，分解温度为288±5℃。实施例4在带有搅拌器、温度计、滴液漏斗和接干燥管的高效回流冷凝管的250ml四口瓶中，加入100ml二氧六环、6.60g笼状磷酸酯胺和4.05g三乙胺，用氮气赶尽瓶内的空气，20℃下滴加4.22g苯基二氯膦，滴加过程控制温度不高于60℃，滴加完毕后升温至100℃保温反应6h，之后冷却过滤，滤饼用水洗涤，真空干燥，得白色固体苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺，产率为90.1％，分解温度为288±5℃。实施例5在带有搅拌器、温度计、滴液漏斗和接干燥管的高效回流冷凝管的250ml四口瓶中，加入60ml二乙二醇二甲醚、6.60g笼状磷酸酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机膦氮阻燃剂苯基亚膦酰‑N，N′‑二笼状磷酸酯胺化合物，其特征在于，该化合物的结构如下式所示：

【技术特征摘要】
1.一种有机膦氮阻燃剂苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺化合物，其特征在于，该化合物的结构如下式所示：2.根据权利要求1所述的一种有机膦氮阻燃剂苯基亚膦酰-N，N′-二笼状磷酸酯胺化合物的制备方法，其特征在于，该方法为：在带有搅拌装置、滴液漏斗、温度计、接有干燥管的高效回流装置的反应器中，加入一定量的有机溶剂、笼状磷酸酯胺和三乙胺，用氮气赶尽瓶内的空气，室温下，开始滴加苯基二氯化膦，控制反应物料的摩尔比为苯基二氯化膦∶笼状磷酸酯胺∶三乙胺＝1∶2∶2-1∶2.4∶2，限定滴加过程温度不高于60℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄帅，沈敏杰，王彦林，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32