一种二苯基次磷酰胺硅油阻燃剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于一种高分子阻燃剂技术领域，具体涉及一种二苯基次磷酰胺硅油阻燃剂及其制备方法。其主要技术方案如下：一种二苯基次磷酰胺硅油阻燃剂的结构式如下：本发明专利技术提供的一种二苯基次磷酰胺硅油阻燃剂及其制备方法，在不改变高分子材料力学性能的基础上，提高阻燃效果和稳定性。果和稳定性。果和稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种二苯基次磷酰胺硅油阻燃剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于一种高分子阻燃剂
，具体涉及一种二苯基次磷酰胺硅油阻燃剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，高分子材料在人们的生产生活发挥着越来越重要的作用。高分子材料具有许多优异性能，例如：绝缘性能好、力学性能优异、隔热、分子量高等。因上述优异的物理、化学性能，高分子材料在航天设备、工业装置、运输工具、体育运动及科学研究特种装置等方面做出了突出贡献。然而，大多数的高分子材料都具有易燃性，受热极易燃烧发生火灾，给人身安全、环境以及社会经济都造成了重大损失。目前的阻燃剂种类繁多，主要有溴系、氮系、磷系、硅系、硫系等。卤素阻燃剂燃烧时会释放出卤化氢和二噁英等有毒有害的气体，从生态环保的角度考虑，无卤阻燃剂成为了研究热点。有机磷阻燃剂因其高效、无毒、低烟、无腐蚀性气体产生等优点而被认为是替代卤素阻燃剂最有前途的候选材料之一。含氮化合物可以充当含磷膨胀型阻燃剂的成炭剂和发泡剂，使系统发生强烈的膨胀，形成保护性炭层，并释放出不可燃气体例如氨气。此外，硅系阻燃剂具有低烟、低毒性等优点，具备阻燃剂未来发展方向的一切特性，因其环境友好性也逐渐引起人们的关注。然而大多数无卤阻燃剂的阻燃元素单一，当添加量较高时才能满足PC的阻燃要求，阻燃效率不高。
[0003]有鉴于上述现有的阻燃剂存在的缺陷，本专利技术人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种二苯基次膦酰胺硅油阻燃剂及其制备方法，在不改变高分子材料力学性能的基础上，提高阻燃效果和稳定性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本专利技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种二苯基次膦酰胺硅油阻燃剂，有效提高阻燃效率。
[0005]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0006]本专利技术提供的二苯基次膦酰胺硅油阻燃剂具有以下的化学结构式：
[0007][0008]本专利技术旨在运用一种基于含N和Si的有机聚硅氧烷氨基苯基硅油，不仅具有耐高低温、耐辐射、耐氧化的特性，并且其结构上含有大量苯环，有助于在基体燃烧时发挥物理成炭作用。此外，还在其结构上进行了分子设计，引入阻燃效果好，毒性小且环境友好的含P基团，旨在将多种阻燃元素相结合，同时发挥气相和冷凝相阻燃作用。
[0009]本专利技术第二个目的是提供一种二苯基次膦酰胺硅油阻燃剂的制备方法，通过改善制备工艺，操作更加简便，同时制备的二苯基次膦酰胺硅油阻燃剂具有较好的阻燃能力。
[0010]本专利技术的上述技术目的是由以下技术方案实现的：
[0011]一种二苯基次磷酰胺硅油阻燃剂的制备方法，包括如下操作步骤：
[0012]S1、在搅拌的条件下，将甲苯、氨基苯基硅油和缚酸剂混匀；
[0013]S2、向步骤S1中缓慢加入二苯基次膦酰氯的甲苯混合溶液，滴加完毕进行低温反应；
[0014]S3、步骤S2的低温反应结束后对反应体系进行加热反应；
[0015]S4、步骤S3反应结束后，过滤出去三乙胺；
[0016]S5、对步骤S4中得到的滤液进行旋蒸除去甲苯后，加入二氯甲烷溶解，采用水对其清洗多次直到有机层为中性；
[0017]S6、旋蒸除去二氯甲烷后干燥得到产物。
[0018]其化学反应方程式为：
[0019][0020]作为进一步优选的，氨基苯基硅油和二苯基次膦酰氯的摩尔比为1：(1.02～1.2)。此反应中让二苯基次膦酰氯过量0.02～0.2倍有利于氨基苯基硅油尽可能反应完全，提高产率。
[0021]作为进一步优选的，磷酰氯为二苯基次膦酰氯，二苯基次膦酰氯能溶于大部分有机溶剂，可选溶剂的范围较广；且二苯基次膦酰氯的反应活性较高，容易发生亲核取代反应。
[0022]作为进一步优选的，氨基硅油为氨基苯基硅油，其结构上含有大量苯环，有助于在凝聚相发挥成炭作用。
[0023]作为进一步优选的，缚酸剂为三乙胺，所述缚酸剂用量的摩尔数为二苯基次膦酰氯用量的摩尔数的1.5倍。
[0024]作为进一步优选的，二苯基次膦酰氯的甲苯溶液的滴加速度为15
‑
50滴/分钟。此反应为放热反应，如果滴加速度过快会导致反应放热太快，产生副产物，且反应不完全；滴加速度过慢会导致反应时间过长。
[0025]作为进一步优选的，此反应为酰氯与氨基的亲核取代反应。反应前期反应物浓度较高，为控制反应速率，防止反应过快，反应初期在冰水浴氮气条件下进行，反应时间为2～4h。
[0026]作为进一步优选的，为了提高反应中后期的反应活性以提高产率，在冰水浴反应结束后升温至60～80℃继续反应12～18h。
[0027]作为进一步优选的，为得到较为纯净的产物，需要对粗产物进行多次水洗，除去过量的二苯基次膦酰氯和三乙胺。水洗操作步骤如下：用0.1mol/L的NaOH溶液，0.1mol/L的HCl溶液和去离子水各洗三次直至有机层为中性。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：
[0028]1、采用本专利技术方法合成的二苯基次膦酰胺硅油阻燃剂为无卤阻燃剂，能避免释放出一些有毒有害的气体，是一种生态环保型阻燃剂。
[0029]2、通过采用本专利技术的制备材料，互相之间协同作用，合成的二苯基次膦酰胺硅油为磷/氮/硅三种阻燃元素协同阻燃的阻燃剂，在较低的负载量下就能发挥较高的阻燃效率。
[0030]3、采用本专利技术方法合成的二苯基次膦酰胺硅油阻燃剂与应用的高分子聚合物有较好的相容性，对材料力学性能影响较小，具有一定的工业生产价值。
附图说明
[0031]图1为本专利技术二苯基次膦酰胺硅油阻燃剂PASO的合成路线；
[0032]图2为本专利技术二苯基次膦酰胺硅油阻燃剂PASO的红外谱图(FTIR)，其中ASO为氨基苯基硅油，PASO为合成的二苯基次膦酰胺硅油；
[0033]图3为本专利技术二苯基次膦酰胺硅油阻燃剂PASO的核磁氢谱(1H NMR)和核磁磷谱(31P NMR)图；
[0034]图4为本专利技术二苯基次膦酰胺硅油阻燃剂PASO的热重分析(TGA)。
具体实施方式
[0035]为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，对依据本专利技术提出的一种二苯基次膦酰胺硅油阻燃剂及其制备方法，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
[0036]实施例1
[0037]一种二苯基次膦酰胺硅油阻燃剂，其结构式如下：
[0038][0039]如图1所使，其制备方法如下：
[0040]S1、在搅拌的条件下，将25ml甲苯、25g氨基苯基硅油和0.555ml(4.02mmol)缚酸剂搅拌10min；
[0041]S2、向步骤S1中缓慢加入0.52ml(2.68mmol)二苯基次膦酰氯的5ml甲苯混合溶液，滴加速度为15滴/min，滴加完毕进行低温反应2h；
[0042]S3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二苯基次磷酰胺硅油阻燃剂，其特征在于，所述二苯基次膦酰胺硅油阻燃剂具有以下的化学结构式：2.一种二苯基次磷酰胺硅油阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括如下操作步骤：S1、在搅拌的条件下，将甲苯、氨基苯基硅油和缚酸剂混匀；S2、向步骤S1中缓慢加入二苯基次膦酰氯的甲苯混合溶液，滴加完毕进行低温反应；S3、步骤S2的低温反应结束后对反应体系进行加热反应；S4、步骤S3反应结束后，过滤出去三乙胺；S5、对步骤S4中得到的滤液进行旋蒸除去甲苯后，加入二氯甲烷溶解，采用水对其清洗多次直到有机层为中性；S6、旋蒸除去二氯甲烷后干燥得到产物。3.根据权利要求2所述的一种二苯基次磷酰胺硅油阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述氨基苯基硅油和二苯基次膦酰氯的摩尔比为1：(1.02～1.2)。4.根据权利要求2或3所述的一种二苯基次磷酰胺硅油阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述磷酰氯是二苯基次磷酰氯。5.根据权利要求4所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：王标兵，蒋青，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：