一种基于萘胺基环三磷腈的阻燃剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种基于萘胺基环三磷腈的阻燃剂及其制备方法。本发明专利技术的制备方法包括：将一定配比的六取代环三磷腈、萘胺基化合物、甲苯加入反应装置内，搅拌，通入氮气保护，室温条件下，往体系内滴加缚酸剂三乙胺，加热至50～115℃，反应12h后冷却至室温，抽滤，水洗，再用四氢呋喃洗涤，真空干燥后得到目标产物。本发明专利技术的阻燃剂，合成方法简单、原料来源丰富、热稳定性好、燃烧成炭率高、阻燃性能优异。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阻燃剂及其制备，具体涉及一种基于萘胺基环三磷腈的阻燃剂及其制 备方法。
技术介绍
目前国内的有机阻燃剂市场主要是卤系和磷系，磷系阻燃剂具有阻燃、隔热、隔氧 功能，且产生烟量少，不易生成有害气体，对环境的污染比较小。磷腈阻燃剂是一种阻燃效 果优良的含磷阻燃剂，由于其含有高含量的N、P元素而具有优异的阻燃性能。 磷腈化合物是一类典型的有机-无机杂化阻燃剂。既具有有机阻燃剂的加工优越 性与聚合物基体的相容性，又具有无机阻燃剂环保、高效、适应性强的特点，并且在较高填 充量时，对阻燃材料的力学性能影响较小。它是以P、N元素交替排列成为基本骨架的化合 物，其独特的P、N杂化结构使之具有良好的热稳定性和阻燃性。并且由于环三磷腈上的卤 素原子活泼性强，容易发生亲核取代，得到含有不同取代基的磷腈化合物。目前，已有各种 各样的含羟基、胺基和碳羰基等基团的磷腈化合物被合成并成功应用于多种材料的阻燃研 宄。磷腈阻燃剂同时具备磷系阻燃剂良好的阻燃性能和氮化合物的阻燃增效、协同阻燃作 用，阻燃效果好，基本上不需要添加其他的辅助阻燃剂，此外，毒性小，具有自熄性等特点， 已成为目前无卤阻燃研宄的热点方向。 中国专利CN200910086788以苯胺、六氯环三磷腈为原料，四氢呋喃、苯中的一种 或两者的混合物作溶剂，采用三乙胺作缚酸剂，并加入催化剂四丁基溴化铵，50~120°C反 应16h后，抽滤，对滤液进行减压蒸馏，除去溶剂得到棕色粘稠产物，再真空干燥8h，粉碎 得到粉末产物。中国专利CN200710051404采用六氯环三磷腈和对羟基苯甲醛为初始原 料，在有机溶剂中，经取代、还原、溴化、酯化等一系列复杂的转化最终得到目标产物。中 国专利CN200910026435以六氯环三磷腈为原料，与少量脂肪醇钠发生取代反应，再由丙 烯酸羟乙酯与剩余的氯原子反应，后处理得到一类五烷氧基环三磷腈丙烯酸酯，并以其为 单体通过共聚制备侧链含磷腈环的丙烯酸酯共聚物乳液，应用于纺织物的阻燃整理。中 国专利CN200810023746先将一定配比的氟醇和金属钠制备成氟醇钠，再与六氯环三磷腈 反应，后处理得到含氟烷氧基环三磷腈阻燃剂。中国专利CN201110127459以氨丙基三乙 氧基硅烷和六氯环三磷腈为原料，三乙胺为催化剂，四氢呋喃为反应溶剂，反应完后过滤， 再将滤液中的溶剂和多余的三乙胺除去、真空干燥，得到含硅官能团的磷腈阻燃剂。中 国专利CN201310488939采用六氯环三磷腈与苯酚钠按摩尔比为1 : (3. 9~4. 1)反应得 到2, 4-二氯四苯氧基环三磷腈，然后与4, 4'-二羟基二苯砜钠盐反应得到端基为羟基的 环三磷腈单体，单体再与对苯二甲酰氯经酯化反应得到聚环三磷腈-砜苯酯。中国专利 CN201010505942选用六-(4-醛基苯氧基）-环三磷腈和9, 10-二氢-9-氧杂-10-磷杂 菲-10-氧化物为原料，通过高温熔融加成反应合成六-(磷杂菲-羟甲基-苯氧基）-环三 磷腈，并用有机溶剂重复洗涤得到目标产物。中国专利CN201110336871以尼泊金乙酯和六 氯环三磷腈为起始原料，在碱和极性溶剂的存在下，进行亲核取代反应，再经水解、酰氯化、 酯化得到目标产物六_-环三磷腈。美国专利 US4600791采用在苯酚、氢氧化钾、季铵盐的水溶液中，滴加含有六氯环三磷腈的高沸点的 氯代烷（芳）烃溶液，反应完后，静置分层，酸洗、碱洗、水洗、干燥、脱除溶剂得到产品。 综上所述，已报道的磷腈阻燃剂中，与六氯环三磷腈发生亲核取代的物质的热稳 定性偏低，必然影响得到的阻燃剂的各项性能。而本专利技术选用萘胺基化合物作为原料，不仅 来源丰富而且得到的阻燃剂性能优异。多个萘环和共轭结构在一定程度上提高了其自身的 热稳定性，N、P元素含量高和多个萘环的存在使其能够充分发挥磷-氮协同和促进成炭等 阻燃作用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供一种合成方法简单、原料 来源丰富、热稳定性好、燃烧成炭率高、阻燃性能优异的基于萘胺基环三磷腈的阻燃剂及其 制备方法。 为了实现本专利技术的目的，总的专利技术构思为：选用氮磷含量高的六取代环三磷腈和 含有萘环结构的萘胺基化合物作为原料，通过简单的亲核取代反应，一步法得到目标磷腈 阻燃剂。 本专利技术是通过以下技术方案实现的： -种基于萘胺基环三磷腈的阻燃剂，由六取代环三磷腈与萘胺基化合物发生亲核 取代反应生成，其化学结构式为A或B : 上述的基于萘胺基环三磷腈的阻燃剂，所述的六取代环三磷腈是六氯环三磷腈、 六溴环三磷腈中的一种或两种，优选为六氯环三磷腈。 上述的基于萘胺基环三磷腈的阻燃剂，所述的结构式为A的阻燃剂所用的萘胺基 化合物是1-萘胺、2-萘胺、3-萘胺中的一种或两种以上的混合物，所述的结构式为B的阻 燃剂所用的萘胺基化合物是1，2-萘二胺、2, 3-萘二胺、1，8-萘二胺中的一种或两种以上的 混合物。 上述的基于萘胺基环三磷腈的阻燃剂，所述的化学结构式A中的R1选自下述结构 的一种： 所述的化学结构式B中的R2选自下述结构的一种： 上述的基于萘胺基环三磷腈的阻燃剂的制备方法，包括如下步骤： (1)将一定配比的六取代环三磷腈、萘胺基化合物加入反应装置内，然后加入甲苯 搅拌，并通入氮气保护； (2)室温条件下，往体系内滴加缚酸剂三乙胺，然后加热至50~115°C，反应12h ; (3)冷却至室温，抽滤，水洗，再用四氢呋喃进行洗绦，除去残留的反应物，真空干 燥，得到固体粉末，即得到基于萘胺基环三磷腈的阻燃剂（磷腈阻燃剂）。 所述的六取代环三磷腈、萘胺基化合物、三乙胺的物质的量之比为I :(3.25~ 6. 5) :6〇 与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于： (1)当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于萘胺基环三磷腈的阻燃剂，其特征在于由六取代环三磷腈与萘胺基化合物发生亲核取代反应生成，其化学结构式为A或B：

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张海良，胡峰，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43