一种超支化聚磷腈阻燃成炭剂及其制备方法技术

技术编号:10352542 阅读:160 留言:0更新日期:2014-08-25 11:36
本发明专利技术通过六氯环三磷腈与含有两个活性基团的二元化合物反应,制备获得了一种高效的超支化聚磷腈阻燃成炭剂,它具有极好的发泡成炭性、优异的阻燃效果和良好的加工性能,可以广泛应用于塑料、橡胶、涂料、胶粘剂等高分子材料中。本发明专利技术制备方法采用一锅法,具有反应过程连续,反应时间短,生产效率高的特点。通过控制六氯环三磷腈与二元化合物的摩尔比,在反应过程中不用加入封端剂,与一些三嗪类成炭剂专利中在合成过程中加入封端剂相比,简化了合成工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子材料制备
,涉及一种膨胀型阻燃成炭剂及其制备方法,尤其涉及。
技术介绍
膨胀型阻燃剂是近几年来广泛应用的绿色环保阻燃剂类型之一,其不仅克服了卤系阻燃剂在燃烧时易放出刺激性和腐蚀性的气体及烟雾、多熔滴、容易造成人员窒息的缺点,而且也克服了无机阻燃剂由于添加量大对材料力学、加工性能所带来的不良影响。膨胀型阻燃剂(IFR)因其独特的阻燃机理和无卤、低烟、低毒、生成的炭层能有效地防止聚合物熔滴等特性,符合当今保护生态环境的要求。一般而言,IFR包括3部分,即碳源(常为多羟基化合物,如季戊四醇)、酸源(如聚磷酸铵)及气源(如三聚氰胺)。在传统的膨胀型阻燃体系聚磷酸胺-季戊四醇-三聚氰胺中,季戊四醇(PER)是一种带有强极性的化合物,在使用过程中与高分子材料相容性不好、容易团聚、存在着热稳定性差、耐水与耐久性差、易于迁移到基体表面水溶性大、添加量大、黏度高、加工性能不佳、成炭率差等缺点,极大限制了 IFR的进一步推广应用。而现有的三嗪类成炭剂又存在着合成工艺复杂,生产周期长等缺点。因此,新型成炭剂的开发是当今膨胀型阻燃剂研究的重要方向之一。近年来,磷腈类阻燃剂作为一种环境友好型的阻燃产品发展迅速,已被广泛的研究和应用。磷腈类聚合物是一类骨架有磷、氮单双健交替排列作为主链结构,通过在磷原子上连接不同的功能性取代基团来获取特殊性能的一类新型无机有机杂化大分子,他们兼具无机物和有机物的优异性能:易于官能化,主链柔软,光学透明,生物相容性好,可生物降解等,因此被广泛的应用于生物医药材料,阻燃材料,光学材料等。同时具有传统的有机高分子和无机物难以比拟的特性,主链上的磷、氮赋予了其良好的阻燃性能;侧链上的有机组分赋予了与基体良好的相容性,且聚磷腈绿色环保。因而通过选择和设计不同结构的聚磷腈可以赋予有机聚合物基体良好的耐水性、耐高温、耐低温、耐溶剂、耐油类和化学品、耐辐射、力学性能和光学透明性好、光热稳定性高以及不燃烧和阻燃等优良性能。在环磷腈化合物的分子中,磷原子上含有两个可取代的活泼氯原子,通过各种取代反应可以得到多种衍生物,且磷腈衍生物具有较高的磷、氮含量,这就决定了无论是作为阻燃型功能材料还是各种材料的阻燃添加剂,这类化合物都具有广泛的应用范围和良好的应用前景。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的不足,提供一种热稳定性更好、成炭率更高的超支化聚磷腈阻燃成炭剂。 本专利技术的另一目的是提供一种反应过程连续、反应时间短、合成工艺简单的上述超支化聚磷腈阻燃成炭剂的制备方法。为解决以上技术问题,本专利技术采取的技术方案是:一种超支化聚磷腈阻燃成炭剂,其具有如下结构通式:本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种超支化聚磷腈阻燃成炭剂,其特征在于:所述超支化聚磷腈阻燃成炭剂具有如下结构通式:其中,Z为NH、N、S或者O;R为哌嗪环、直链烷基、支链烷基、环烷基和芳基中的一种。

【技术特征摘要】
1.一种超支化聚磷腈阻燃成炭剂,其特征在于:所述超支化聚磷腈阻燃成炭剂具有如下结构通式: 2.根据权利要求1所述的超支化聚磷腈阻燃成炭剂,其特征在于:R结构中含有S、O、N、Si和P原子中的一种或几种。3.根据权利要求1或2所述的超支化聚磷腈阻燃成炭剂,其特征在于:R为直链上带有苯环的直链烷基、多个苯环间带有烷基的芳基、环烷芳基或芳基环烷基。4.一种权利要求1所述的超支化聚磷腈阻燃成炭剂的制备方法,其特征在于: 所述制备方法用如下反应方程式表示: 5.根据权利要求4所述的超支化聚磷腈阻燃成炭剂的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,六氯环三磷腈溶液的浓度在0.5mol/L~10mol/L之间。6.根据权利要求4所述的超支化聚磷腈阻燃成炭剂的制备方法,其特征在于:所述二元化合物为对苯二胺、乙二胺、己二胺、丁二胺、哌嗪、N, N- 二甲基-1,3-丙二胺、N-氨基乙基哌嗪、4,4’- 二氨基二苯醚、4,4’- 二氨基二苯砜、4,4’- 二氨基二苯甲烷、邻联苯甲胺、邻苯二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、2-甲基戊二胺、2,6-甲苯二胺、2,4- 二氨基甲苯、3- 二乙氨基丙胺、二乙基甲苯二胺、羟乙基乙二胺、1,2-环己二胺、4,5- 二氯邻苯二胺、2,2’-双[4- (4-氨基苯氧基苯基)]丙烷、...

【专利技术属性】
技术研发人员:温攀月台启龙
申请(专利权)人:苏州安鸿泰新材料有限公司
类型:发明
国别省市:江苏;32

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