一种含磷-氮乙烯基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含磷

【技术实现步骤摘要】
一种含磷
‑
氮乙烯基阻燃剂及其合成方法和应用


[0001]本专利技术涉及阻燃剂
，具体是一种含磷
‑
氮乙烯基阻燃剂及其合成方法和应用。

技术介绍

[0002]丙烯酸酯乳液因其优异的成膜性、柔韧性及环保性等特点，一直被广泛用作水性涂层材料的成膜基料，应用于涂料、胶粘剂、纺织印染及日用化工等
但丙烯酸酯聚合物极易燃烧，严重限制了其在阻燃性要求较高领域的应用。添加型的阻燃剂一般添加量比较大，并且外加阻燃剂与乳液的相容性不佳，对乳液本身的性能及制备的涂层的机械性能和外观都有较大影响。因此制备反应型阻燃丙烯酸酯是具有很大的发展前景，可以在添加量很少的前提下就可以起到很高的阻燃效果是目前市场急需技术。但现有文献中暂没有公开上述问题解决技术方案。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是针对以上所述现有技术存在的不足，提供一种无毒环保、热稳定性更高、添加量少、阻燃效果优良的含磷
‑
氮乙烯基阻燃剂。
[0004]本专利技术的另一目的是提供一种所述含磷
‑
氮乙烯基阻燃剂的合成方法。
[0005]本专利技术的第三目的是所述含磷
‑
氮乙烯基阻燃剂在制备阻燃型丙烯酸酯乳液中的应用。
[0006]为了实现本专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种含磷
‑
氮乙烯基阻燃剂，其分子结构为：简写为DPC
‑
AM。
[0007]所述含磷
‑
氮乙烯基阻燃剂的合成方法，其包括的步骤如下：将氯代磷酸二苯酯与丙烯酰胺加入到溶剂中在催化剂作用下反应，将反应物提纯后得到氯代磷酸二苯酯的氯被丙烯酰胺单取代的取代产物(DPC
‑
AM)。
[0008]所述溶剂为三氯甲烷、二氯甲烷或乙腈中的一种。
[0009]所述苯磷酰二氯与丙烯酰胺的摩尔比为1:1～1.2，反应时间为8～14小时。
[0010]所述氯代磷酸二苯酯溶于溶剂后控制其浓度范围为1.00～1.67mol/L，丙烯酰胺溶于溶剂后控制其浓度范围为1.25～2.00mol/L。
[0011]所述催化剂为吡啶或三乙胺，其用量为与丙烯酰胺等摩尔。
[0012]所述含磷
‑
氮乙烯基阻燃剂的合成方法，其包括的步骤如下：在容器中将氯代磷酸二苯酯和催化剂加入到溶剂中，在
‑
5～0℃低温下，在缓慢搅拌(转速在100
‑
200rmp)下缓慢滴加溶于溶剂的丙烯酰胺，等到滴加完毕后，将温度升至25～55℃，反应时间为8～14小时，等到没有HCl放出时，即反应结束；反应产物用洗涤剂洗涤2
‑
5次，将反应产物干燥除去溶剂
(可以是在旋转蒸发仪中旋转蒸发半个小时)，最后得到淡黄色液体即为目标产物磷
‑
氮乙烯基阻燃剂。
[0013]所述洗涤剂为乙醇、水、三氯甲烷、二氯甲烷或乙腈中的一种。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0015](1)、本专利技术含磷
‑
氮乙烯基阻燃剂，不含卤素、无毒、有利于环保，具有良好的应用前景，而且也为含磷
‑
氮乙烯基阻燃剂增加一个新品种；
[0016](2)、本专利技术制得的含磷
‑
氮乙烯基阻燃剂的热稳定性更高，分解温度更高，与基体相容性更好，因此与丙烯酸酯进行聚合，可在添加量很少的情况大，达到很高的阻燃效果；
[0017](3)、制备方法比较简单，易于操作。
附图说明
[0018]图1为本专利技术一种含磷
‑
氮乙烯基阻燃剂的合成流程框图；
[0019]图2为本专利技术一种含磷
‑
氮乙烯基阻燃剂的红外谱图；
[0020]图3为本专利技术一种含磷
‑
氮乙烯基阻燃剂的P谱。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明，需要说明的是，实施案例并不构成对本专利技术要求保护范围的限制。
[0022]优选的本专利技术一种含磷
‑
氮乙烯基阻燃剂的合成方法，其制备工艺流程如图1所示，将丙烯酰胺溶解在溶剂制成丙烯酰胺溶液，在0℃加入到溶解在溶剂中的氯代磷酸二苯酯溶液和催化剂中，先升温至50℃，等到没有HCl放出，然后冷却至室温，先洗涤再旋转蒸发去除溶剂后生成最终目标产物
‑
氯代磷酸二苯酯的氯被丙烯酰胺取代的产物(DPC
‑
AM)。其中氯代磷酸二苯酯与丙烯酰胺的摩尔比为1:1.1，反应时间为12小时，氯代磷酸二苯酯溶于溶剂后控制其浓度为1.11mol/L，丙烯酰胺溶于溶剂后控制其浓度为1.67mol/L。为了加快反应速度，生成最终目标产物氯代磷酸二苯酯的氯被丙烯酰胺取代的产物，为黄色油状液体，所采用的催化剂为三乙胺或吡啶中的一种，用量为与丙烯酰胺等摩尔。所述溶剂为三氯甲烷、二氯甲烷或乙腈中一种。
[0023]其中，苯磷酰二氯的分子结构式为：丙烯酰胺的分子结构式为：
[0024]本专利技术含磷
‑
氮乙烯基阻燃剂(DPC
‑
AM)的化学反应方程式如下：
[0025][0026]将得到的产物进行红外谱图检测和化合物P谱检测，结果如图2和图3所示。红外谱
图中1680cm
‑1为C＝C键的伸缩震动吸收峰，1593cm
‑1和1490cm
‑1为苯环的骨架伸缩振动吸收峰，1189cm
‑
1和957cm
‑
1为P
‑
O
‑
Ar的伸缩振动吸收峰，1249cm
‑1为仲酰胺C
‑
N的伸缩振动吸收峰，在1028cm
‑1处有强吸收，此处波峰为P
‑
N键的伸缩振动吸收峰；根据P谱检测结果得到P的化学位移为δ＝
‑
11.74ppm。综合以上分析生成的化合物即为目标产物DPC
‑
AM。
[0027]本专利技术在制备反应型阻燃丙烯酸酯乳液时添加少量就可以起到很高的阻燃效果。
[0028]实施例1
[0029]一种含磷
‑
氮乙烯基阻燃剂的合成方法，其包括的步骤如下：在装有氮气进出口和搅拌器的500ml四口烧瓶，将26.87g氯代磷酸二苯酯和0.105mol吡啶作为催化剂加入到90ml三氯甲烷里面，在0℃及110rmp缓慢搅拌下1个小时内滴加溶于60ml三氯甲烷的7.12g丙烯酰胺，等到滴加完毕后，将温度升至50℃，之后反应10h，等到没有HCl放出为止，即反应结束，静置24小时之后，用去离子水洗涤2次，用三氯甲烷洗涤1次，将产物在旋转蒸发仪中蒸发半个小时。在真空烘箱中70℃下，干燥12小时，得到淡黄色油状液体。测得产率为83％。
[0030]实施例2
[0031]一种含磷
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含磷
‑
氮乙烯单体阻燃剂，其特征在于，其的分子结构式为：2.根据权利要求1所述的一种含磷
‑
氮乙烯单体阻燃剂的合成方法，其特征在于，包括的步骤是将氯代磷酸二苯酯与丙烯酰胺加入到溶剂中在催化剂作用下反应，对反应产物提纯。3.根据权利要求2所述的一种含磷
‑
氮乙烯单体阻燃剂的合成方法，其特征在于，氯代磷酸二苯酯与丙烯酰胺的摩尔比为1:1～1.2，反应时间为8～14小时。4.根据权利要求2所述的一种含磷
‑
氮乙烯单体阻燃剂的合成方法，其特征在于，氯代磷酸二苯酯溶于溶剂后控制其浓度范围为1.00～1.67mol/L，丙烯酰胺溶于溶剂后控制其浓度范围为1.25～2.00mol/L。5.根据权利要求2所述的一种含磷
‑
氮乙烯单体阻燃剂的合成方法，其特征在于，所述催化剂为三乙胺或吡啶，其用量为与丙烯酰胺等摩尔。6.根根据权利要求2所述的一种含磷
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：谢德龙，唐玲玲，谢于辉，吴枫，梅毅，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：