一种新型含噻吩基DOPO阻燃剂及其合成方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种新型含噻吩基DOPO阻燃剂，其结构式如下：并进一步公开了新型含噻吩基DOPO阻燃剂的制备方法和应用，所述的含噻吩基DOPO阻燃剂以4

【技术实现步骤摘要】
一种新型含噻吩基DOPO阻燃剂及其合成方法和应用


[0001]本专利技术涉及阻燃剂
，具体涉及一种新型含噻吩基DOPO阻燃剂及其合成方法，以及该阻燃剂在环氧树脂聚合物基体中的应用。

技术介绍

[0002]高分子材料因为产品种类丰富、成型加工方便、比强度和性价比相对相对其它类型材料更高而在航天航空、轨道交通、汽车、建筑、家电等工农业和生活领域应用日趋广泛。但高分子材料大多容易燃烧，这使其在很多领域应用受限，对使用者的生命财产安全也存在着潜在的危害，所以对高分子材料进行阻燃改性是一个十分紧迫也具有重要意义的技术命题。
[0003]近年来虽然开始出现一些新型的本征阻燃高分子材料，但现阶段此类产品的价格都十分高昂，寻找和开发各类添加型阻燃剂仍然是高分子阻燃改性技术与应用的主流。但现有常规阻燃改性剂大多加入量很大，容易对高分子基材的其它优越性能造成不良影响，且存在着阻燃剂析出、迁移流失造成的环境污染、产品后期阻燃性衰减较快等问题。
[0004]9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物(DOPO)作为有机磷类杂环化合物，其磷含量≥14％，本身具有一定的阻燃效果，更重要的是其结构中所含有的P
‑
H键，对烯烃、环氧键和羰基极具活性，可与醛、席夫碱等各类化合物反应生成众多性能独特的阻燃衍生物，并与环氧树脂等众多需要阻燃改性的高分子树脂基材也能够通过化学键合起到稳定的阻燃改性效果，因此可以选择作为制备新型阻燃剂的中间体。
[0005]噻吩又称之为硫杂环戊二烯，是一种具有芳香性，与苯相似，且比苯更容易发生亲电取代反应的杂环化合物。4
‑
甲基噻吩
‑2‑
甲醛是噻吩类化合物，具有噻吩和醛的活泼性，又具有杂环的特性，可与聚合物主链上的芳环融合在一起，以形成扩展的梯状结构，梯形结构成为了构建高效的p型共轭聚合物，具有良好光物理性能和电化学性能，但现有技术中将其应用于高分子材料的阻燃剂的研究未见报道。
[0006]鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种新型含噻吩基DOPO阻燃剂。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是提供一种新型含噻吩基DOPO阻燃剂，与基体相容性好，长效阻燃效果好。
[0008]为了解决上述问题，本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种新型含噻吩基DOPO阻燃剂，具有如下式(Ⅰ)所示的结构：
[0010][0011]一种新型含噻吩基DOPO阻燃剂的合成方法，包括如下步骤：
[0012]将4
‑
甲基噻吩
‑2‑
甲醛、对氨基苯甲酸和DOPO按摩尔比(1～2)：(1～3)：(1～4)加入反应容器中，加入一定量的混合溶剂和缚酸剂使反应体系呈碱性，控制反应温度为50～110℃；
[0013]通入惰性气体，搅拌，反应3～8h，出现大量的淡黄色沉淀，反应完全后抽滤、用混合溶剂重结晶，得到较纯净的含噻吩基DOPO阻燃剂。
[0014]进一步地，所述缚酸剂包括氢氧化钠、氢氧化钾，三乙胺，叔丁醇钾，甲醇钠，吡啶，乙醇钠，咪唑中至少一种。
[0015]进一步地，所述混合溶剂和重结晶溶剂包括甲醇、乙醇、三氯甲烷、四氢呋喃、二氯甲烷、乙腈、二甲基亚砜、1，4
‑
二氧六环、四氯化碳、DMF、DMAC中的至少两种。
[0016]进一步地，所述混合溶剂和重结晶溶剂包括甲醇、乙醇、三氯甲烷、四氢呋喃、二氯甲烷、乙腈、二甲基亚砜、1，4
‑
二氧六环、四氯化碳、DMF、DMAC中的两种，且两种溶剂按体积比1
‑
3:1
‑
4混合。
[0017]进一步地，所述惰性气体为氮气、氩气、氦气中的一种。
[0018]本专利技术还提供一种新型含噻吩基DOPO阻燃剂在环氧树脂制备工艺中的应用。
[0019]进一步地，新型含噻吩基DOPO阻燃剂在环氧树脂制备工艺中，其加量为环氧树脂总量的1
‑
7％时，垂直燃烧UL
‑
94可到达V
‑
0级。
[0020]进一步地，新型含噻吩基DOPO阻燃剂应用于环氧树脂改性后的热分解温度由334℃提高到380℃。
[0021]与现有技术相比，本专利技术提供的新型含噻吩基DOPO阻燃剂及其合成方法和应用，有益效果在于：
[0022]一、本专利技术提供的新型含噻吩基DOPO阻燃剂，以4
‑
甲基噻吩
‑2‑
甲醛、对氨基苯甲酸和DOPO为原料通过一步法合成新型含噻吩基DOPO阻燃剂，应用于环氧树脂，能够显著提高树脂的阻燃效果。
[0023]二、本专利技术提供的新型含噻吩基DOPO阻燃剂及其合成方法，合成方法简单，便于提纯，产率高；得到改性的环氧树脂加热稳定性良好，在航空航天、家装建筑、微电子封装和饰品等领域有着广泛的应用前景。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为本专利技术合成的新型含噻吩基DOPO阻燃剂的红外光谱图；
[0026]图2为本专利技术合成的新型含噻吩基DOPO阻燃剂的1H
‑
NMR图。
[0027]图3为本专利技术合成的新型含噻吩基DOPO阻燃剂应用于环氧树脂及空白环氧树脂的TG图。
具体实施方式
[0028]为了使本
的人员更好地理解本专利技术实施例中的技术方案，并使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明。
[0029]在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应该被视为在本文中具体公开。
[0030]本专利技术提供的新型含噻吩基DOPO阻燃剂的合成方法，反应式如下：
[0031][0032]具体的，合成方法包括如下步骤：
[0033]将4
‑
甲基噻吩
‑2‑
甲醛、对氨基苯甲酸和DOPO按摩尔比(1～2)：(1～3)：(1～4)加入反应容器中，加入一定量的混合溶剂和缚酸剂使反应体系呈碱性，控制反应温度为50～110℃；
[0034]通入惰性气体，搅拌，反应3～8h，出现大量的淡黄色沉淀，点板原料反应完全后抽滤、用混合溶剂重结晶，得到较纯净的含噻吩基DOPO阻燃剂。
[0035]其中，缚酸剂包括氢氧化钠、氢氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型含噻吩基DOPO阻燃剂，其特征在于，具有如下式(Ⅰ)所示的结构：2.一种新型含噻吩基DOPO阻燃剂的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：将4
‑
甲基噻吩
‑2‑
甲醛、对氨基苯甲酸和DOPO按摩尔比(1～2)：(1～3)：(1～4)加入反应容器中，加入一定量的混合溶剂和缚酸剂使反应体系呈碱性，控制反应温度为50～110℃；通入惰性气体，搅拌，反应3～8h，出现大量的淡黄色沉淀，反应完全后抽滤、用混合溶剂重结晶，得到较纯净的含噻吩基DOPO阻燃剂。3.根据权利要求2所述的新型含噻吩基DOPO阻燃剂的合成方法，其特征在于，所述缚酸剂包括氢氧化钠、氢氧化钾，三乙胺，叔丁醇钾，甲醇钠，吡啶，乙醇钠，咪唑中至少一种。4.根据权利要求2所述的新型含噻吩基DOPO阻燃剂的合成方法，其特征在于，所述混合溶剂和重结晶溶剂包括甲醇、乙醇、三氯甲烷、四氢呋喃、二氯甲烷、乙腈、二甲基亚砜、1，4
‑
二氧六环、四氯化碳、DMF、DM...

【专利技术属性】
技术研发人员：李薇，黄耿，彭钢，李昶红，李玉林，萧丽芬，
申请(专利权)人：衡阳师范学院，
类型：发明
国别省市：