阻燃剂磷酰-（N,N＇,N＂-三笼磷酸酯）三胺化合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种氮磷膨胀型阻燃剂磷酰‑（N,N＇,N＂‑三笼磷酸酯）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】
阻燃剂磷酰-(N，N′，N″-三笼磷酸酯)三胺化合物及其制备方法
本专利技术涉及一种氮磷膨胀型阻燃剂磷酰-(N，N′，N″-三笼磷酸酯)三胺化合物及其制备方法，具体涉及一种N，N′，N″-三(1-氧-1-磷杂-2，6，7-三氧杂辛烷基<4>)磷酰胺化合物的制备方法，该化合物适合用作聚酯、聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂、聚氯乙烯烃等材料的阻燃剂。
技术介绍
近几十年来，由于易燃高分子材料的普遍应用，其引发的火灾给人们的生命财产安全造成了巨大的威胁，因而促进了阻燃法规的颁布和实施，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、磷系以及无机阻燃剂等。卤系阻燃剂自20世纪60年代起就是阻燃剂领域内的热门产品，该类阻燃剂阻燃效率高、对材料的性能影响小，且价格适中。但自1986年欧盟颁布RoHS指令后，卤系阻燃剂的使用受到了限制。氮磷膨胀型阻燃剂有着隔绝热和氧、抑制烟雾、预防融熔滴落、毒性小等很多优点，在环保要求越来越严格的今天，逐渐受到人们的重视，对有机氮磷膨胀型阻燃剂的研究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氮磷膨胀型阻燃剂磷酰-(N，N′，N″-三笼磷酸酯)三胺化合物的制备方法。本专利技术是用笼状磷酸酯胺和三氯氧磷制备该化合物，工艺简单，设备投资少，操作方便，成本低，产品的收率较高，易转化为工业化生产；本专利技术阻燃剂，具有较好的对称性、具有稳定的N-P键，分解温度较高，与高分子材料有良好的相容性等优点。因此，本专利技术阻燃剂有非常好的发展前景。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提出一种氮磷膨胀型阻燃剂N，N′，N″-三(1-氧-1-磷杂-2，6，7-三氧杂辛烷基<4>)磷酰胺化合物，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：一种氮磷膨胀型阻燃剂N，N′，N″-三(1-氧-1-磷杂-2，6，7-三氧杂辛烷基<4>)磷酰胺化合物，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氮磷膨胀型阻燃剂磷酰-(N，N′，N″-三笼磷酸酯)三胺化合物的制备方法，该方法工艺简单，设备投资少，操作方便，成本低，产品的收率较高，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、接有干燥管的高效回流装置的反应器中，氮气保护下，加入一定量的有机溶剂、控制适量的物料摩尔比，加入笼状磷酸酯胺和三乙胺，冷却到10℃，1h内滴完三氯氧磷，控制反应温度在10℃～20℃，滴加完毕后升温度至60-100℃，保温反应2-6h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，其用体积毫升为10-15倍目标产品克数的二甲亚砜溶解，过滤，滤液蒸干，即得目标产品磷酰-(N，N′，N″-三笼磷酸酯)三胺。如上所述的一定量的有机溶剂为四氯乙烷、二氧六环、氯仿、二氯乙烷、二乙二醇二甲醚或乙腈，其用量体积毫升数是笼状磷酸酯的质量克数的10-20倍。如上所述的控制适量的物料摩尔比为三氯氧磷∶笼状磷酸酯胺∶三乙胺＝1∶3∶3-1∶3.4∶3。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：本专利技术氮磷膨胀型阻燃剂磷酰-(N，N′，N″-三笼磷酸酯)三胺化合物为淡黄色固体，产品收率为87.4％-92.2％，分解温度：260±5℃。其适合用作聚酯、聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂、聚氯乙烯等材料的阻燃剂，与高分子材料有良好的相容性，该氮磷膨胀型阻燃剂磷酰-(N，N′，N″-三笼磷酸酯)三胺化合物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本专利技术氮磷膨胀型阻燃剂磷酰-(N，N′，N″-三笼磷酸酯)三胺化合物阻燃效能高，具有较好的对称性、具有稳定的N-P键，分解温度高，有较好加工性能。产品的结构均匀，与高分子材料有良好的相容性，②本专利技术氮磷膨胀型阻燃剂磷酰-(N，N′，N″-三笼磷酸酯)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，具有多酯结构，与三氯氧磷反应，又提高了磷的含量，还引入了多酰胺结构，赋予产品与材料具有较好的相容性。③本专利技术氮磷膨胀型阻燃剂磷酰-(N，N′，N″-三笼磷酸酯)三胺化合物与MCA、MPP有很好的复配协同增效作用，能有效的降低阻燃材料的成本、改善材料环境。④本专利技术氮磷膨胀型阻燃剂磷酰-(N，N′，N″-三笼磷酸酯)三胺化合物的制备工艺简单，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是氮磷膨胀型阻燃剂磷酰磷酰-(N，N′，N″-三笼磷酸酯)三胺化合物的红外光谱图；图1表明，在1650cm-1处为N-H伸缩振动峰，1476.01cm-1处为N-P＝O键上的P＝O键的弯曲振动峰，1395.35cm-1处为O-P＝O上键的P＝O键的弯曲振动峰，1075.06cm-1处为为P-O-C伸缩振动峰，979.02cm-1、619.59cm-1、506.16cm-1为环状结构的特征吸收峰。图2是氮磷膨胀型阻燃剂磷酰-(N，N′，N″-三笼磷酸酯)三胺化合物的核磁光谱图；图2表明，以氘代水作溶剂，化学位移δ2.55处为-NH-的H峰；δ4.41为-CH2-的H峰，再结合红外谱图分析出的结果，所合成的化合物即是磷酰三(N，N，N-三笼磷酸酯)胺。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100ml四氯乙烷、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1.54g三氯氧磷约1h滴加到三口瓶中，控制反应温度在10℃～20℃，滴加完毕后，升温至80℃，保温反应2h，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，其用60ml二甲亚砜溶解，过滤，滤液蒸干，得目标产品磷酰-(N，N′，N″-三笼磷酸酯)三胺，产率为87.4％，分解温度为260℃。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100ml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1.54g三氯氧磷约1h滴加到三口瓶中，控制反应温度在10℃～20℃，滴加完毕后，升温至70℃，保温反应3h，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，其用60ml二甲亚砜溶解，过滤，滤液蒸干，得目标产品磷酰-(N，N′，N″-三笼磷酸酯)三胺，产率为89.1％，分解温度为260℃。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100ml氯仿、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1.54g三氯氧磷约1h滴加到三口瓶中，控制反应温度在10℃～20℃，滴加完毕后，升温至60℃，保温反应4h，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，其用60m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氮磷膨胀型阻燃剂磷酰‑(N，N′，N″‑三笼磷酸酯)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】
1.一种氮磷膨胀型阻燃剂磷酰-(N，N′，N″-三笼磷酸酯)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所述的一种氮磷膨胀型阻燃剂磷酰-(N，N′，N″-三笼磷酸酯)三胺化合物的制备方法，其特征在于，该方法为：在装有搅拌器、温度计和回流冷凝装置的反应器中，氮气保护下，加入一定量的有机溶剂、笼状磷酸酯胺和三乙胺，冷却到10℃，1h内滴加三氯氧磷，控制反应物料的摩尔比为三氯氧磷∶笼状磷酸酯胺∶三乙胺＝1∶3∶3-1∶3.4∶3，控制滴加温度在10℃～20℃，滴加完毕后升温度至60-100℃，保温反应2-6h后，冷却过滤，真...

【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