阻燃剂硫代磷酰-（N,N’,N"-三笼状磷酸酯）三胺化合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种阻燃剂硫代磷酰‑(N，N′，N″‑三笼状磷酸酯)三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】
阻燃剂硫代磷酰-(N，N′，N″-三笼状磷酸酯)三胺化合物及其制备方法
本专利技术涉及一种阻燃剂硫代磷酰-(N，N′，N″-三笼状磷酸酯)三胺化合物及其制备方法，具体涉及一种阻燃剂硫代磷酰三[N，N′，N″-三(1-氧-1-磷杂-2，6，7-三氧杂辛烷基<4>)]胺化合物及其制备方法，该化合物适合用作聚酯、聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂、聚氯乙烯等材料的阻燃剂。
技术介绍
随着全球经济的不断发展，易燃高分子材料得到了大量的应用，同时阻燃技术也得到了很快的发展。目前广泛使用的阻燃剂有卤系、磷系、氮系阻燃剂等。卤系阻燃剂自20世纪60年代起就得到了广泛应用，其应用技术较为成熟，但由于燃烧时所具有的毒性，自1986年欧盟颁布RoHS指令后，卤系阻燃剂的使用在某些领域受到了限制。磷氮系特别是有机磷氮系阻燃剂因其具有低烟、低毒等优点，逐渐受到人们的重视，对有机磷氮系阻燃剂的研究开发已成为最具有发展前景的方向之一。本专利技术公开了一种含有磷、氮、硫三元阻燃元素的有机阻燃剂硫代磷酰-(N，N′，N″-三笼状磷酸酯)三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三氯硫磷为原料，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，易工业化生产；本专利技术阻燃剂，具有含阻燃元素量高、结构稳定、阻燃效能高、与材料相容性好等优点，因而本专利技术阻燃剂有非常好的应用开发前景。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提出一种阻燃剂硫代磷酰-(N，N′，N″-三笼状磷酸酯)三胺化合物，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：一种阻燃剂硫代磷酰-(N，N′，N″-三笼状磷酸酯)三胺化合物，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阻燃剂硫代磷酰-(N，N′，N″-三笼状磷酸酯)三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：在带有搅拌器、温度计、滴液漏斗、接有干燥管的高效回流装置的反应器中，加入适量的有机溶剂、笼状磷酸酯胺和三乙胺，用氮气赶尽瓶内的空气，10℃条件下，1h内滴加三氯硫磷，控制物料一定的摩尔比，限定滴加温度在10℃～20℃，滴加完毕后，升温至80-110℃保温反应3-5h，之后冷却过滤，真空干燥，得黄色的目标产物与三乙胺盐酸盐的固体混合物，用适量的二甲亚砜溶解目的产物，过滤，滤液蒸干，得目标产物硫代磷酰-(N，N′，N″-三笼状磷酸酯)三胺。如上所述的加入适量的有机溶剂为四氯乙烷、二氧六环、乙腈、二氯乙烷二乙二醇二甲醚或乙二醇二乙醚，其用量体积毫升数是笼状磷酸酯胺克数的10-20倍。如上所述的控制物料一定的摩尔比为三氯硫磷∶笼状磷酸酯胺∶三乙胺＝1∶3∶3-1∶3.4∶3。如上所述的适量的二甲亚砜为加入二甲亚砜的体积毫升数是产品理论克数的10-20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：本专利技术有机膦阻燃剂硫代磷酰-(N，N′，N″-三笼状磷酸酯)三胺为黄色固体，产品收率为87.3％-93.3％，分解温度：264℃。其适合用作聚酯、聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯等材料的阻燃剂，该有机膦阻燃剂双磷酰笼状磷酸酯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)本专利技术阻燃剂硫代磷酰-(N，N′，N″-三笼状磷酸酯)三胺化合物含有磷硫氮三种阻燃元素，有效阻燃元素含量高，互相协同阻燃效能高，其笼环结构对称性好，结构稳定，分解温度高，有较好加工性能。(2)本专利技术阻燃剂硫代磷酰-(N，N′，N″-三笼状磷酸酯)三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，与三氯硫磷反应，又提高了磷的含量，还引入了有效的阻燃元素硫，形成了多酰胺多酯结构，赋予产品与材料具有较好的相容性及阻燃作用。(3)本专利技术阻燃剂硫代磷酰-(N，N′，N″-三笼状磷酸酯)三胺化合物与MCA和MPP有很好的复配协同增效作用，对提高改善阻燃材料的性能及降低成本提供了有益的支撑。(4)本专利技术有机膦阻燃剂硫代磷酰-(N，N′，N″-三笼状磷酸酯)三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是硫代磷酰-(N，N′，N″-三笼状磷酸酯)三胺的红外光谱图；图1表明，1650cm-1处为N-H伸缩振动峰，1481.01cm-1处为N-P＝S键上的P＝O键的弯曲振动峰，1399.35cm-1处为O-P＝O上键的P＝O键的弯曲振动峰，1079.06cm-1处为为P-O-C伸缩振动峰，976.02cm-1、624.59cm-1、516.16cm-1为环状结构的特征吸收峰。图2是硫代磷酰-(N，N′，N″-三笼状磷酸酯)三胺的核磁光谱图；图2表明，以氘代水作溶剂，化学位移δ2.60处为-NH-上的H峰；δ4.36为-CH2-的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、接干燥管的高效回流冷凝管的250ml四口瓶中，加入80ml乙腈、4.95g笼状磷酸酯胺和3.03g三乙胺，用氮气赶尽瓶内的空气，10℃条件下，将1.70g三氯硫磷1h内滴加到反应瓶中，控制滴加温度在10℃～20℃，滴加完毕后，升温至80℃保温反应3h，而后冷却至20℃，过滤，真空干燥，得黄色的产物与三乙胺盐酸盐的固体混合物。固体混合物用60ml二甲亚砜溶解，过滤，滤液蒸干得产品硫代磷磷酰-(N，N′，N″-三笼状磷酸酯)三胺。产率为87.3％，分解温度为264℃。实施例2在带有搅拌器、温度计、滴液漏斗、接干燥管的高效回流冷凝管的250ml四口瓶中，加入90ml二氧六环、4.95g笼状磷酸酯胺和3.03g三乙胺，用氮气赶尽瓶内的空气，10℃条件下，将1.70g三氯硫磷1h内滴加到反应瓶中，控制滴加温度在10℃～20℃，滴加完毕后，升温至90℃保温反应3h，而后冷却至20℃，过滤，真空干燥，得黄色的产物与三乙胺盐酸盐的固体混合物。固体混合物用70ml二甲亚砜溶解，过滤，滤液蒸干得产品硫代磷磷酰-(N，N′，N″-三笼状磷酸酯)三胺。产率为90.1％，分解温度为264℃。实施例3在带有搅拌器、温度计、滴液漏斗、接干燥管的高效回流冷凝管的250ml四口瓶中，加入90ml二乙二醇二甲醚、4.95g笼状磷酸酯胺和3.03g三乙胺，用氮气赶尽瓶内的空气，10℃条件下，将1.70g三氯硫磷1h内滴加到反应瓶中，控制滴加温度在10℃～20℃，滴加完毕后，升温至100℃保温反应4h，而后冷却至20℃，过滤，真空干燥，得黄色的产物与三乙胺盐酸盐的固体混合物。固体混合物用80ml二甲亚砜溶解，过滤，滤液蒸干得产品硫代磷酰-(N，N′，N″-三笼状磷酸酯)三胺。产率为91.5％，分解温度为264℃。实施例4在带有搅拌器、温度计、滴液漏斗、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、4.95g笼状磷酸酯胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃剂硫代磷酰‑(N，N′，N″‑三笼状磷酸酯)三胺化合物，其特征在于，该化合物的结构如下式所示：

【技术特征摘要】
1.一种阻燃剂硫代磷酰-(N，N′，N″-三笼状磷酸酯)三胺化合物，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所述的一种阻燃剂硫代磷酰-(N，N′，N″-三笼状磷酸酯)三胺化合物的制备方法，其特征在于，该方法为：在带有搅拌器、滴液漏斗、温度计、接有干燥管的高效回流装置的反应器中，加入适量的有机溶剂、笼状磷酸酯胺和三乙胺，用氮气赶尽瓶内的空气，10℃条件下，1h内滴加三氯硫磷，控制物料一定的摩尔比，限定滴加温度在10℃～20℃，滴加完毕后，升温至80-110℃保温反应3-5h，之后冷却过滤，真空干燥，得黄色的目标产物与三乙胺盐酸盐的固体混合物，用适量的二甲亚砜溶解目的产物，过滤，滤液蒸干，得目标产物硫代磷酰-(N，N′，N″-三笼状磷酸酯)三胺；如上所述的笼状磷酸酯胺为1-氧-1-磷杂-2，...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏怀鑫，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