有机膦氮阻燃剂二苯基亚膦酰-N-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二苯基亚膦酰‑N‑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】
有机膦氮阻燃剂二苯基亚膦酰-N-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二苯基亚膦酰-N-笼状磷酸酯胺化合物及其制备方法，具体涉及一种二苯基亚膦酰-N-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酰胺、聚酯、聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂、聚烯烃等材料的阻燃剂。
技术介绍
随着社会经济的不断进步、阻燃技术的发展，阻燃剂和阻燃高分子材料在预防减少火灾方面充分发挥了重要的作用。随着人民生活水平的不断提高，对高性能阻燃材料的需求也越来越高。目前，虽然阻燃技术得到了快速的发展，阻燃剂无论品种和数量都非常丰富，但还不能满足人们日益增长的需求，同时与国外发达国家还存在一定的差距。本专利技术公开了一种有机膦氮阻燃剂二苯基亚膦酰-N-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二苯基氯化磷为原料，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，易转化为工业化生产；本专利技术阻燃剂，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用前景。
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二苯基亚膦酰-N-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二苯基亚膦酰-N-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二苯基亚膦酰-N-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：在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗、接有干燥管的高效回流冷凝装置的反应器，加入适量有机溶剂、笼状磷酸酯胺和三乙胺，用氮气赶反应器内的空气，在20℃条件下，开始滴加二苯基氯化膦，以滴加速度控制滴加反应温度不高于50℃，控制反应物料的摩尔比为二苯基氯化膦∶笼状磷酸酯胺∶三乙胺＝1∶1∶1-1∶1.2∶1，滴加完毕后升温至80-110℃回流反应4-6h，之后冷却过滤，用水洗涤，真空干燥得微黄色固体二苯基亚膦酰-N-笼状磷酸酯胺。如上所述的一定量的有机溶剂为苯甲醚、二氧六环、二乙二醇二甲醚、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：本专利技术有机膦但阻燃剂二苯基亚膦酰-N-笼状磷酸酯胺为微黄色固体，产品收率为90.4％-90.4％，分解温度：292±5℃℃。其适合用作聚酰胺、聚酯、聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂、聚烯烃等材料的阻燃剂，该有机膦氮阻燃剂二苯基亚膦酰-N-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二苯基亚膦酰-N-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二苯基亚膦酰-N-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，与二苯基氯化膦反应，又提高了磷的含量，还引入了具有电子结构向化的苯环结构，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二苯基亚膦酰-N-笼状磷酸酯胺化合物与MCA和MPP复配产生了很好的协同增效作用，特别是与廉价的MCA复配效果更为显著，对降低阻燃材料的成本改善材料的物化性能意义更大。(4)本专利技术有机膦氮阻燃剂二苯基亚膦酰-N-笼状磷酸酯胺化合物的制备方法一步反应，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是二苯基亚膦酰-N-笼状磷酸酯胺的红外光谱图；图1表明，在3418.08cm-1处为N-H伸缩振动峰，1472.25cm-1处为P-Ph键的伸缩振动峰，1435.15cm-1处为苯环面内振动峰，848.51cm-1处为为P-O-C伸缩振动峰，804.01cm-1、616.53cm-1、504.72cm-1为环状结构的特征吸收峰。图2是二苯基亚膦酰-N-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δ2.12处为-NH-的H峰；δ4.20为-CH2-上的H峰，δ7.26为苯基H峰。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在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗、接有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℃下开始滴加8.83g二苯基氯化膦，以滴加速度使控制反应温度不超过50℃，滴加完毕后升温至80℃回流反应4h，而后冷却至20℃，过滤，用水洗涤，真空干燥得微黄色固体二苯亚膦酰-N-笼状磷酸酯胺。产率为86.7％。分解温度为292±5℃。实施例2在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗、接有干燥管的高效回流冷凝管的250ml四口瓶中，加入80ml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℃下开始滴加8.83g二苯基氯化膦，以滴加速度使控制反应温度不超过50℃，滴加完毕后升温至100℃回流反应4h，而后冷却至20℃，过滤，用水洗涤，真空干燥得微黄色固体二苯基亚膦酰-N-笼状磷酸酯胺。产率为88.5％。分解温度为292±5℃。实施例3在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗、接有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、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℃下开始滴加8.83g二苯基氯化膦，以滴加速度使控制反应温度不超过50℃，滴加完毕后升温至100℃回流反应5h，而后冷却至20℃，过滤，用水洗涤，真空干燥得微黄色固体二苯基亚膦酰-N-笼状磷酸酯胺。产率为89.5％。分解温度为292±5℃。实施例4在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗、接有干燥管的高效回流冷凝管的250ml四口瓶中，加入70ml苯甲醚、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℃下开始滴加8.83g二苯基氯化膦，以滴加速度使控制反应温度不超过50℃，滴加完毕后升温至90℃回流反应6h，而后冷却至20℃，过滤，用水洗涤，真空干燥得微黄色固体二苯基亚膦酰-N-笼状磷酸酯胺。产率为88.6％。分解温度为292±5℃。实施例5在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗、接有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℃下开始滴加8.83g二苯基氯化膦，以滴加速度使控制反应温度不超过50℃，滴加完毕后升温至100℃回流反应6h，而后冷却至20℃，过滤，用水洗涤，真空干燥得微黄色固体二苯基亚膦酰-N-笼状磷酸酯胺。产率为90.0％。分解温度为292±5℃。实施例6在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗、接有干燥管的高效回流冷凝管的250ml四口瓶中，加入100ml乙腈、6.60g本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机膦氮阻燃剂二苯基亚膦酰‑N‑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二苯基亚膦酰-N-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二苯基亚膦酰-N-笼状磷酸酯胺化合物的制备方法，其特征在于，该方法为：在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗、接有干燥管的高效回流冷凝装置的反应器，加入适量有机溶剂、笼状磷酸酯胺和三乙胺，用氮气赶反应器内的空气，在20℃条件下，开始滴加二苯基氯化膦，以滴加速度控制滴加反应温度不高于50℃，控制反应物料的摩尔比为二苯基氯化膦∶笼状磷酸酯胺∶三乙胺＝1∶1∶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张刚，沈敏杰，魏怀鑫，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