DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂及其制备方法与应用，属于阻燃剂技术领域，所述DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂采用9，10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物(DOPO)，过氧化氢，2‑氨基‑2‑甲基‑1,3丙二醇或2‑氨基‑2‑(羟甲基)‑1,3丙二醇为原料制得。本发明专利技术提供的DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂的制备方法简单、易于工业化生产，所得产品纯度高；所得产品可应用于制备阻燃聚乳酸，且与聚乳酸相容性好，添加量少不影响聚乳酸本身的性能，制得的阻燃聚乳酸具有优异阻燃性能。

DOPO-based ammonium phosphate flame retardant and its preparation method and Application

【技术实现步骤摘要】
DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂及其制备方法与应用
本专利技术属于阻燃剂
，具体涉及一种DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂及其制备方法与应用。
技术介绍
聚乳酸(PLA)是由小分子乳酸聚合而成的一种聚合物，具有的极好的生物相容性和生物可降解性，且具有高透明性、高强度、易于加工等优点。但是聚乳酸耐热性较差，极易燃烧，氧指数只能达到20％左右，垂直燃烧为NR级，并且燃烧物滴落现象比较严重，易引发二次燃烧，从而使聚乳酸在某些应用领域中，不能满足材料需具有高阻燃级别的条件。因此提高聚乳酸的阻燃性能已成为当下研究材料性能的一大热点。聚乳酸常用阻燃改性剂包括：卤系化合物、无机化合物、膨胀型化合物和协效化合物等。如申请号为201380054068.1的中国专利技术专利，公开了耐热、阻燃聚乳酸配混物，通过在聚乳酸中添加混物重量的2-5％的滑石粉和混物重量的10-13％的间苯二酚二(二苯基磷酸酯)，将PLA配混物的热变形温度(HDT)增加至大于65℃。但是这些改性阻燃剂的添加量都比较高，这就意味着会对聚乳酸材料本身的各种性能产生影响。因此，有必要开发一种高效、低添加量的阻燃剂。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种高效、低添加量的DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂及其制备方法与应用。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂，其结构式为：本专利技术提供的另一种技术方案为：将上述DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂应用于制备阻燃聚乳酸。本专利技术提供的另一种技术方案为：DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、过氧化氢溶液和乙醇均匀混合，在80℃的条件下回流12h，静置待沉淀析出，抽滤取滤渣，然后洗涤、干燥得DOPO基磷酸；(2)取步骤(1)所得DOPO基磷酸与2-氨基-2-甲基-1,3丙二醇或2-氨基-2-(羟甲基)-1,3丙二醇于60-80℃的条件下在溶剂中回流12-24h，静置，得澄清液，然后旋蒸，得粘稠状液体，再经洗涤，抽滤，得白色固体，烘干后得DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂可用于制备阻燃聚乳酸，与聚乳酸相容性好，且只需较少的添加量即可达到优异的阻燃效果，并且不会影响聚乳酸本身的优越性能；本专利技术提供的DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂的制备方法简单且绿色环保，生产周期短，后处理容易，易于控制和工业化生产。附图说明图1所示为本专利技术具体实施方式的DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂合成过程中中间产物DOPO基磷酸的合成路线示意图；图2所示为本专利技术具体实施方式的DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂DOT的红外谱图；图3所示为本专利技术具体实施方式的DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂DOT的核磁氢谱图；图4所示为本专利技术具体实施方式的DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂DOT的P元素谱图；图5所示为本专利技术具体实施方式的DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂DOA的红外谱图；图6所示为本专利技术具体实施方式的DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂DOA的核磁氢谱图；图7所示为本专利技术具体实施方式的DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂DOA的P元素谱图。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。本专利技术最关键的构思在于：采用DOPO，过氧化氢，2-氨基-2-甲基-1,3丙二醇或2-氨基-2-(羟甲基)-1,3丙二醇为原料合成含磷多羟基型阻燃剂，应用于聚乳酸中，获得在低添加量时便可达到高级别阻燃的聚乳酸材料。请参照图1至图7所示，本专利技术的DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂，所述DOPO基阻燃剂的结构式为：上述DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂应用于制备阻燃聚乳酸。上述DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、过氧化氢溶液和乙醇均匀混合，在80℃的条件下回流12h，静置待沉淀析出，抽滤取滤渣，然后洗涤、干燥得DOPO基磷酸；(2)取步骤(1)所得DOPO基磷酸与2-氨基-2-甲基-1,3丙二醇或2-氨基-2-(羟甲基)-1,3丙二醇于60-80℃的条件下在溶剂中回流12-24h，静置，得澄清液，然后旋蒸，得粘稠状液体，再经洗涤，抽滤，得白色固体，烘干后得DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂。其中，DOPO基磷酸的合成路线如图1所示。从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂可用于制备阻燃聚乳酸，与聚乳酸相容性好，且只需较少的添加量即可达到优异的阻燃效果，并且不会影响聚乳酸本身的优越性能；本专利技术提供的DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂的制备方法简单且绿色环保，生产周期短，后处理容易，易于控制和工业化生产。从上述描述可知，DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂的添加量仅为聚乳酸总重量的0.5-1％，远低于传统聚乳酸添加剂的使用量，因添加量低不会影响聚乳酸材料本身的性能。进一步的，所述步骤(1)中过氧化氢溶液为质量分数为30％的过氧化氢溶液。进一步的，所述步骤(1)中洗涤所用的洗涤溶剂为乙醇或去离子水。进一步的，所述步骤(2)中的溶剂为乙醇、丙酮、去离子水的一种。进一步的，所述步骤(2)中洗涤所用的洗涤溶剂为甲醇或丙酮中的一种。进一步的，所述步骤(2)中DOPO基磷酸与2-氨基-2-甲基-1,3丙二醇或2-氨基-2-(羟甲基)-1,3丙二醇的摩尔比为1:1-1.5。进一步的，所述DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂在制备阻燃聚乳酸时的添加量为聚乳酸总重量的0.5-1％。实施例1：DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂的制备方法，具体包括以下步骤：(1)将0.1mol的9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、0.15mol的质量分数30％的过氧化氢溶液和100ml的乙醇放入装有搅拌杆、温度计和回流冷凝管的250ml的三口烧瓶中，搅拌使其混合均匀，在80℃的条件下反应回流12h，静置待沉淀析出，抽滤取滤渣，然后用乙醇洗涤4次，在60℃干烘干12h，得DOPO基磷酸(DOPO-OH)；(2)取0.1mol步骤(1)所得DOPO基磷酸(DOPO-OH)与0.1mol的2-氨基-2-甲基-1,3丙二醇于60℃的条件下在乙醇中回流12h，静置，得浅黄色澄清液体，然后旋蒸，得粘稠状液体，再经甲醇洗涤3次，抽滤，得白色固体，50℃下真空烘干12h，得单组分DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂DOT，产率92％；所得DOT的结构式为：DOT的测试分析结果如下：FTIR(KBr，cm-1)：3396,3273(-NH2),3200，2500,1540(NH3+),1210(P＝O)；1H-NMR(400MHz，DMSO-d6)，δ(ppm)：7.95-7.97，7.89-7.92，7.63-7.68，7.49-7.53，7.36-7.40，7.27-7.31，7.10-7.14和7.02-7.04ppm；31PNMR(162MHz,DMSO-d6):δ(ppm):3.79ppm。实施例2：DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂的制备方法，具体包括以下步骤：(1)将0.1mol的DO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂，其特征在于，所述DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂的结构式为：

【技术特征摘要】
1.DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂，其特征在于，所述DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂的结构式为：2.一种根据权利要求1所述的DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、过氧化氢溶液和乙醇均匀混合，在80℃的条件下回流12h，静置待沉淀析出，抽滤取滤渣，然后洗涤、干燥得DOPO基磷酸；(2)取DOPO基磷酸与2-氨基-2-甲基-1,3丙二醇或2-氨基-2-(羟甲基)-1,3丙二醇于60-80℃的条件下在溶剂中回流12-24h，静置，得澄清液，然后旋蒸，得粘稠状液体，再经洗涤，抽滤，得白色固体，烘干后得DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂。3.根据权利要求2所述的DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中过氧化氢溶液为质量分数为30％的过氧化氢溶液。4.根据权利要求2所述的DOPO基磷酸多元醇铵盐阻燃剂的制备方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：简荣坤，庞付渠，夏龙，艾远芳，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建,35