一种高效含呋喃环生物基阻燃剂及其合成方法和应用技术

本发明专利技术公开一种高效含呋喃环生物基阻燃剂及其合成方法和应用。本发明专利技术以生物基含呋喃环化合物和含磷化合物为原料，惰性气体保护下制备了含呋喃环生物基阻燃剂。本发明专利技术含呋喃环生物基阻燃剂对基体树脂的热稳定性影响甚小，还能够显著改善基体树脂的结晶性能，提高材料的力学强度和模量；将其应用于聚合物中，不仅具备十分高效的阻燃效率，少量添加即能达到阻燃目的，缓解阻燃复合材料的热力学性能的损失，还能显著促进聚合物基体的结晶，提高其结晶速率，对复合材料的力学性能有显著提高。本发明专利技术通过含呋喃环生物基阻燃剂催化聚乳酸降解，以分子链断裂形成低分子量齐聚物的方式为主，以熔滴的形式将燃烧过程中的热量带走，达到阻燃的目的。

An Efficient Bio-based Flame Retardant Containing Furan Ring and Its Synthetic Method and Application

The invention discloses an efficient bio-based flame retardant containing furan ring and a synthesis method and application thereof. The bio-based flame retardant containing furan ring is prepared by using bio-based furan ring compound and phosphorus compound as raw materials under inert gas protection. The bio-based flame retardant containing furan ring has little effect on the thermal stability of the matrix resin, and can significantly improve the crystallinity of the matrix resin and the mechanical strength and modulus of the material; when applied to the polymer, it not only has very high flame retardant efficiency, but also can achieve the flame retardant purpose by adding a small amount of furan ring, alleviating the loss of the thermo-mechanical properties of the flame retardant composite, but also can obviously improve the mechanical strength and modulus of the It can promote the crystallization of polymer matrix and increase its crystallization rate, which can significantly improve the mechanical properties of the composites. The invention catalyzes the degradation of polylactic acid by a bio-based flame retardant containing furan ring, mainly by breaking molecular chains to form oligomers of low molecular weight, and takes heat from combustion process in the form of molten droplets to achieve the purpose of flame retardancy.

【技术实现步骤摘要】
一种高效含呋喃环生物基阻燃剂及其合成方法和应用
本专利技术涉及阻燃剂合成及应用
，具体涉及一种高效含呋喃环生物基阻燃剂及其合成方法和应用。
技术介绍
高分子材料因性能优异，在电子通信、建筑工业、机械制造、航空航天以及日常生活等领域中均有广泛的应用。但是，高分子材料因其本身结构等因素大都易燃，易引发火灾，造成人身财产的重大损失。因此，对高分子材料阻燃剂的开发研究迫在眉睫。目前，阻燃剂的开发和应用得到了极大的发展，形成了多元化的阻燃技术。早期阻燃剂的发展主要以无机阻燃剂和卤素阻燃剂的开发为主，但无机阻燃剂的阻燃效率低，需要大量填充才能实现阻燃，严重影响材料的其他性能，而卤素阻燃剂则会造成严重的环境问题，产生大量诸如二噁英等有毒气体及浓烟，对人体有严重危害。因此，开发高效的绿色无卤阻燃剂是阻燃技术发展的必然趋势。其中，磷、氮系阻燃剂热稳定性良好，发烟量小，毒性低，对环境影响微小，能完全替代传统阻燃剂在高分子材料中的应用，但是仍然无法有效缓解能源危机和环境问题。因此，目前阻燃技术发展的一个重要方向就是将生物基材料与磷、氮等阻燃元素相结合制备生物基阻燃剂，能完全符合阻燃剂绿色环保的可持续本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效含呋喃环生物基阻燃剂,其特征在于分子结构式如下式(1)或式(2)：

【技术特征摘要】
1.一种高效含呋喃环生物基阻燃剂,其特征在于分子结构式如下式(1)或式(2)：其中，R为-CH2-、-CH2NH-、-CH2O-、-CHOH-、-S-、-OH、-O-Ph、-Ph-、-C(OH)CH3-中的一种，R1为-O-Ph-、-O-Ph、-Ph-、Ph-、-OH、-H中的一种，R1’为-O-Ph-、-O-Ph、-Ph-、Ph-、-OH、-H、中的一种，R2为-CH2OH、-H、-COCH3、-CHO、中的一种。2.一种高效含呋喃环生物基阻燃剂的制备方法,其特征在于包括以下步骤：步骤(1)、将含呋喃环化合物与缚酸剂溶解分散在第一有机溶剂中，磁力搅拌均匀，在-20℃～40℃惰性气体保护下将含磷化合物的第一有机溶剂溶液缓慢滴加，控制滴加速度；所述的含呋喃化合物为呋喃甲醇、呋喃甲醛、呋喃甲胺、糠基硫醇、缩水甘油糠醚、2-乙酰呋喃、2,5-二甲酰呋喃、5-羟甲基糠醛、2,5-呋喃二甲醇、中的一种或多种；所述的含磷化合物为三氯氧磷、苯基膦酰二氯、二苯基膦酰氯、苯氧基膦酰二氯、二苯氧基磷酰氯、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、磷酸、次磷酸、亚磷酸二苯酯等含磷化合物中的一种或多种；步骤(2)、滴加结束后，继续在-20℃～40℃条件下搅拌0.5h～8h，升温至40℃～100℃，继续冷凝回流反应2h-24h；步骤(3)、反应结束后，过滤，旋蒸，用第二有机溶剂溶解旋蒸产物后除去析出的白色固体，去离子水洗涤，旋蒸除去第二有机溶剂，得到黄色固体即为含呋喃环生物基磷系阻燃剂。3.如权利要求2所述的一种高效含呋喃环生物基阻燃剂的制备方法,其特征在于步骤(1)所述的含呋喃化合物、缚酸剂和含磷化合物的摩...

【专利技术属性】
技术研发人员：李娟，孙晋皓，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江,33