一种含氟苯基及磷酸酯结构的新型磷硅阻燃剂，制备方法及其应用。在二甲基亚砜作溶剂、无水AlCl3作催化剂、三乙胺作缚酸剂的条件下，中间体Ⅰ(双笼状磷酸酯)与五氟苯基丙基三氯硅烷反应得到外观为白色粉末的含金刚烷基的新型磷硅阻燃剂。该阻燃剂的起始分解温度约为335℃，在400℃失重6％，800℃阻燃剂的残炭率达到45％，该阻燃剂具有较好的热稳定性、残炭率高、阻燃效果好，可用于聚碳酸酯的无卤阻燃。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于磯娃协同阻燃性化合物
，具体设及一种含氣苯基及磯酸醋结 构新型磯娃阻燃剂，该阻燃剂具有较好的热稳定性、残炭率高、阻燃效果好，可用于聚碳酸 醋的无面阻燃。
技术介绍
聚碳酸醋是近年来增长速度最快的通用工程塑料之一，具有较好的力学性能、抗 冲击能力、耐热性性能，广泛应用于汽车、电气、医疗器械、建筑、光学仪器、办公设备、交通 运输、包装、运动器材等领域，随着各领域对聚碳酸醋材料的阻燃性能要求越来越高，聚碳 酸醋已难W满足对材料阻燃性能的要求，因此必须对聚碳酸醋进行阻燃改性。目前，常用 于聚碳酸醋的阻燃剂主要有间苯二酪双磯酸醋（RD巧、S苯基磯酸醋（TPP)、聚二漠苯離 (PDBP0)、十漠二苯值抓P0)、四漠双酪ACTBBPA等磯系、面系阻燃剂。磯酸醋类阻燃剂除了 使PC耐水和耐热性能降低之外，还使塑料制品加工成型时会析出磯酸醋，对模具和制品表 面造成很大的污染。虽然面系阻燃剂的阻燃效率高，且价格便宜，因该类阻燃剂使用时添加 量较高而降低了聚碳酸醋材料的电性能和抗冲击强度，且传统的含面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，对人身安全构成了严重威胁。 有机娃阻燃剂是一种新型高效、低毒、防烙滴、环境友好的阻燃剂，赋予基材优异 的阻燃性能、加工性能、耐热性能，但有机娃阻燃剂价格较高。在有机娃分子中引入磯元素 后，在高温下，磯会催化促成炭的形成，而娃则增加该些炭层的热稳定性，硅氧烷降解形成 的层状二氧化娃阻止了炭层的氧化，从而使磯-娃的阻燃协同作用得到进一步加强。 本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足之处，提供一种工艺简单、生产成 本低，克服磯酸醋降低聚碳酸醋耐水和耐热性能及娃系阻燃剂价格高的缺点，通过=氯氧 磯和季戊四醇反应合成中间体I (双笼状磯酸醋），中间体I与五氣苯基丙基=氯硅烷反 应生成阻燃性能优良的含氣苯基及磯酸醋结构的新型磯娃阻燃剂。 本专利技术的目的是该样实现；一种含氣苯基及磯酸醋结构的新型磯娃阻燃剂，化学 结构式如下：【主权项】1. 一种含氟苯基及磷酸酯结构的新型磷硅阻燃剂，其特征在于，化学结构式如下：该阻燃剂含五氟苯基、磷酸酯及磷氧结构。2. 制备权利要求1所述的一种含氟苯基及磷酸酯结构的新型磷硅阻燃剂的合成方法， 其特征在于，包括以下步骤： A :将三氯氧磷、季戊四醇溶于有机溶剂后加入装有机械搅拌、回流冷凝管、干燥管和氯 化氢吸收装置的设备中，搅拌，升温至80°C，继续滴加三氯氧磷，2-3h内滴完，在梯度升温 条件下反应5-10小时，反应完成后抽滤所得的固体产物，经有机溶剂、乙醇洗涤，乙醇重结 晶，真空干燥得中间体I (双笼状磷酸酯），反应方程式如下：B :将中间体I溶入有机溶剂中，催化剂、缚酸剂同时加入到装有搅拌、回流冷凝管、氯 化氢吸收装置的烧瓶中，在氮气保护下，滴加溶有五氟苯基丙基三氯硅烷的有机溶剂，以 0. 1-0. 5L/h的速度滴加，I. 5-3h滴完，搅拌，以10°C /min的升温速度升温至150°C _190°C， 反应15-20h，反应至无氯化氢放出，冷却过滤，乙腈洗涤、烘干后得目标化合物，反应方程式 如下：含氟苯基及磷酸酯结构的新型磷硅阻燃剂。3. 根据权利要求2所述的含氟苯基及磷酸酯结构的新型磷硅阻燃剂的制备方法，其特 征在于：步骤A中，有机溶剂是1，4-二氧六环。4. 根据权利要求2所述的含氟苯基及磷酸酯结构的新型磷硅阻燃剂的制备方法，其特 征在于：步骤A中，季戊四醇、三氯氧磷的物质的量之比为1:1. 0-1. 05,有机溶剂的重量为 三氯氧磷、季戊四醇总重量的4-6倍，前一次加入三氯氧磷与后一次滴加三氯氧磷的物质 的量之比为1:0. 8-1.2。5. 根据权利要求2所述的含氟苯基及磷酸酯结构的新型磷硅阻燃剂的制备方法，其特 征在于：所述的梯度升温条件为在80°C反应I. 5-2h，以5°C /min的速度再升温至90°C，保 温反应I. 5-2h，继续以5°C /min的速度升温至95°C，保温反应l_4h，再次以5°C /min的速 度升温至105°C，保温反应l_2h。6. 根据权利要求2所述的含氟苯基及磷酸酯结构的新型磷硅阻燃剂的制备方法，其特 征在于：步骤B中，有机溶剂是四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的任一种，催化 剂是无水AlCl 3、无水FeCl3中的任一种，缚酸剂是吡啶、三乙胺、N，N-二甲基苯胺的任一种。7. 根据权利要求2所述的含氟苯基及磷酸酯结构的新型磷硅阻燃剂的制备方法，其特 征在于：步骤B中，五氟苯基丙基三氯硅烷、中间体I的物质的量之比为1:3. 0-5. 0,有机溶 剂的添加重量为与五氟苯基丙基三氯硅烷、中间体I总重量的4-6倍。8. 权利要求1-7所述的任意一项所述的含氟苯基及磷酸酯结构的新型磷硅阻燃剂在 聚碳酸酯中的应用。【专利摘要】一种含氟苯基及磷酸酯结构的新型磷硅阻燃剂，制备方法及其应用。在二甲基亚砜作溶剂、无水AlCl3作催化剂、三乙胺作缚酸剂的条件下，中间体Ⅰ(双笼状磷酸酯)与五氟苯基丙基三氯硅烷反应得到外观为白色粉末的含金刚烷基的新型磷硅阻燃剂。该阻燃剂的起始分解温度约为335℃，在400℃失重6％，800℃阻燃剂的残炭率达到45％，该阻燃剂具有较好的热稳定性、残炭率高、阻燃效果好，可用于聚碳酸酯的无卤阻燃。【IPC分类】C07F9-6574, C08L69-00, C08K5-5435【公开号】CN104725668【申请号】CN201510103980【专利技术人】李德江, 刘义稳, 谢益碧 【申请人】三峡大学【公开日】2015年6月24日【申请日】2015年3月10日本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含氟苯基及磷酸酯结构的新型磷硅阻燃剂，其特征在于，化学结构式如下：该阻燃剂含五氟苯基、磷酸酯及磷氧结构。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李德江，刘义稳，谢益碧，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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