一种呋喃基磷酸酯阻燃剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种呋喃基磷酸酯阻燃剂及其制备方法，该阻燃剂的结构如下式所示。其制备方法为：将5

【技术实现步骤摘要】
一种呋喃基磷酸酯阻燃剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于含磷生物基阻燃材料及制备
，具体涉及一种呋喃基磷酸酯阻燃剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚合物材料的阻燃性是一个广受关注的主题，因为需要将火灾风险降至最低并满足消防安全要求。许多基于卤素、矿物和磷氮类化合物的高效传统阻燃剂已经开发出来。然而，其中一些化合物，特别是卤素阻燃剂对我们的健康和环境有害，其使用受到限制。此外，人们越来越关注生态效应，这鼓励了利用可再生资源开发新型阻燃剂。因此，人们对聚合物材料阻燃剂的可持续解决方案的开发产生了新的兴趣。
[0003]中国专利技术专利CN111234463A公开了一种多巴胺诱导过渡金属铁离子包覆氢氧化镁的生物基阻燃剂，这种生物基阻燃剂需要与氢氧化镁复配使用才能达到较好的阻燃效果，使用麻烦。中国专利技术专利CN109280217A和CN109762203A分别公开了一类呋喃基含磷阻燃剂和一种丁香酚基磷氮阻燃添加剂，这两种生物基阻燃剂的添加量在10wt％及以上时，阻燃环氧树脂材料也才达到UL
‑
94V
‑
0级，其阻燃效率有待于进一步提升。中国专利技术专利CN109517188A公开了一种由磷酸化木质素和无机晶须组成的生物基复合阻燃剂，添加量在30wt％及以上时，才能达到较好的阻燃效果。因此，研发可持续、环保、高效的生物基阻燃剂，已成为阻燃聚合物
的热点方向之一。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种呋喃基磷酸酯阻燃剂及其制备方法，该阻燃剂的阻燃效果好，添加少量阻燃剂到环氧树脂中，就可达到优异的阻燃性能；其制备方法简单易行，原料来源于可再生资源，绿色环保。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种呋喃基磷酸酯阻燃剂，该阻燃剂的结构如下式所示：
[0006][0007]其中，R1选自苯氧基、苯基、乙氧基、甲基、甲氧基中的一种；
[0008]R2选自
中的一种。
[0009]本专利技术还提供上述呋喃基磷酸酯阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：
[0010](1)将5
‑
羟甲基糠醛和缚酸剂溶于有机溶剂中，然后滴加含磷化合物，于0～80℃下反应0.5～12h，反应物过滤，滤液水洗，除去有机相中的溶剂得到含磷呋喃基中间体；
[0011](2)将含磷呋喃基中间体、糠胺和含磷化合物按照化学计量比加入反应器中，于50～100℃下反应3～24h，反应后将粗产物过滤、乙醇洗涤并减压蒸馏除去有机溶剂，得到呋喃基磷酸酯阻燃剂。
[0012]优选的，步骤(1)中，所述含磷化合物、5
‑
羟甲基糠醛、缚酸剂之间的摩尔比为1.0：(2.0～2.2)：(2.0～2.2)。
[0013]优选的，步骤(2)中，所述含磷呋喃基中间体、糠胺和含磷化合物的摩尔比为1.0：(2.0～2.2)：(2.0～2.2)。
[0014]优选的，步骤(1)中，所述含磷化合物为二氯化磷酸苯酯、苯基膦酰二氯、二氯磷酸甲酯、二氯甲基膦、二氯磷酸乙酯中的一种或几种。
[0015]优选的，步骤(2)中，所述含磷化合物为9，10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物、二苯基磷氧、亚磷酸二苯酯、亚磷酸二苄酯、亚磷酸二甲酯、亚磷酸二乙酯、亚磷酸二丁酯、亚磷酸二异丁酯中的一种或几种。
[0016]优选的，步骤(1)中，所述缚酸剂为三乙胺、吡啶、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或几种。
[0017]优选的，步骤(1)中，所述有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、1,4
‑
二氧六环、乙腈中的一种或几种。
[0018]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0019](1)本专利技术提供的呋喃基磷酸酯阻燃剂含有不同氧化态的磷元素，能够同时发挥凝聚相和气相协同阻燃效应，具有阻燃效率高的优点；
[0020](2)本专利技术提供的呋喃基磷酸酯阻燃剂具有亚氨基活性官能团，该官能团能够与聚合物基体发生交形成共价键联或氢键作用，具有更高的交联密度和力学强度；且该阻燃剂的分子量较高、芳环结构丰富，不易产生迁移和析出的现象；
[0021](3)本专利技术提供的呋喃基磷酸酯阻燃剂的原材料为5
‑
羟甲基糠醛和糠胺，而5
‑
羟甲基糠醛和糠胺来源于纤维素等可再生资源，不仅符合可持续发展的要求，而且拓宽了呋喃基化合物的应用范围；
[0022](4)本专利技术提供的呋喃基磷酸酯阻燃剂能够有效解决聚合物材料的阻燃性能和力学性能同步提升的问题；该阻燃剂的阻燃效果好，添加少量阻燃剂(5wt％)到聚合物基体中，就可达到优异的阻燃性能；其制备方法简单易行，原料来源于可再生资源，绿色环保。
具体实施方式
[0023]以下结合具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。
[0024]实施例一
[0025]一种呋喃基磷酸酯阻燃剂，该阻燃剂的结构如下式所示：
[0026][0027]上述呋喃基磷酸酯阻燃剂的制备方法为，包括如下步骤
[0028](1)将5
‑
羟甲基糠醛和三乙胺溶于二氯甲烷中，然后滴加二氯化磷酸苯酯，二氯化磷酸苯酯、5
‑
羟甲基糠醛和三乙胺的摩尔比为1.0：2.0：2.0，于0℃下反应3h，反应物过滤，滤液水洗，采用旋转蒸发仪除去有机相中的溶剂得到含磷呋喃基中间体；
[0029](2)将含磷呋喃基中间体、糠胺和9，10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物按照化学计量比加入反应器中，含磷呋喃基中间体、糠胺和9，10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物的摩尔比为1.0：2.0：2.0，于70℃下反应6h，反应后将粗产物过滤、乙醇洗涤并减压蒸馏除去有机溶剂，得到呋喃基磷酸酯阻燃剂，其产率为89％。
[0030]通过对本实施例制备得到的阻燃剂进行氢谱检测，结构特征参数为：：参数符合δ(ppm):7.41
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8.00(Ar
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H),6.24
‑
7.55(10H,furan
‑
ring),3.66(4H,
‑
CH2‑
),5.00(2H,N
‑
H),4.1(2H,P
‑
CH
‑
N),5.14(2H,O
‑
CH2‑
C)。参数符合所专利技术的化合物的化学结构。
[0031]对比例一
[0032]将糠醛、糠胺和9，10
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种呋喃基磷酸酯阻燃剂，其特征在于，该阻燃剂的结构如下式所示：其中，R1选自苯氧基、苯基、乙氧基、甲基、甲氧基中的一种；R2选自选自选自中的一种。2.根据权利要求1所述一种呋喃基磷酸酯阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将5
‑
羟甲基糠醛和缚酸剂溶于有机溶剂中，然后滴加含磷化合物，于0～80℃下反应0.5～12h，反应物过滤，滤液水洗，除去有机相中的溶剂得到含磷呋喃基中间体；(2)将含磷呋喃基中间体、糠胺和含磷化合物按照化学计量比加入反应器中，于50～100℃下反应3～24h，反应后将粗产物过滤、乙醇洗涤并减压蒸馏除去有机溶剂，得到呋喃基磷酸酯阻燃剂。3.根据权利要求2所述的一种呋喃基磷酸酯阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述含磷化合物、5
‑
羟甲基糠醛、缚酸剂之间的摩尔比为1.0：(2.0～2.2)：(2.0～2.2)。4.根据权利要求2或3所述的一种呋喃基磷酸酯阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述含磷呋喃基中间体、糠胺和含磷化合物的摩尔比为1.0：(2.0～2.2)：(2.0～2.2)。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王光战，
申请(专利权)人：江苏华信新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：