一种含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO-ACF及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO

【技术实现步骤摘要】
一种含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO
‑
ACF及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO
‑
ACF及其制备方法。

技术介绍

[0002]传统的卤系阻燃剂由于阻燃效率高、适用面广、性价比优势明显而得到广泛应用，然而多数含卤阻燃材料燃烧时存在多烟、有毒或腐蚀性气体放出等二次危害，对人身安全构成了严重威胁，因此欧盟已对卤系阻燃剂的应用做出了明确限制。因此，聚合物材料的阻燃成为一个亟待解决的热点问题，而磷系阻燃剂以其高效、低毒、环保等优点，得到了国内外众多学者的广泛研究。
[0003]除了磷、溴等非金属元素，许多金属元素因为其特殊的性质越来越多地被用于阻燃中。例如二茂铁类阻燃剂使用时可以起到抑烟和促进成炭的作用。9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物（DOPO）是一种具有高反应活性和高效气相阻燃作用的阻燃剂，其结构中含有P
‑
H键，对烯烃、环氧键和羰基极具活性，可反应生成许多衍生物。DOPO及其衍生物可作为反应型和添加型阻燃剂，合成的阻燃剂无卤、无烟、无毒，不迁移，阻燃性能持久，可用于线性聚酯、聚酰胺、环氧树脂、聚氨酯等多种高分子材料的阻燃之中。然而DOPO热稳定性差，在180℃即开始分解，不能满足多数聚合物材料的加工温度，使用受到限制。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术公开了一种含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO
‑
ACF及其制备方法。
[0005]为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO
‑
ACF的制备方法，所述DOPO
‑
ACF分子结构式如下所示：；所述含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO
‑
ACF的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：步骤（1）：将乙酰基二茂铁与9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物（DOPO）加入到接有冷凝管和干燥管的反应器中，在110℃
‑
190℃下梯度升温进行反应；步骤（2）：在步骤（2）的反应器中加入20
‑
50mL甲苯，回流5min
‑
20min，体系温度降到80℃后，超声5min
‑
15min，趁热过滤，用10
‑
50mL乙醇洗涤滤饼，真空干燥，得到粗产物；步骤（3）：将步骤（2）所得粗产物研磨后加入20
‑
50mL乙醇，在85℃下回流后，在冰
水中冷却，过滤干燥得到含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO
‑
ACF，其反应式如下所示：。
[0006]进一步地，步骤（1）中所述乙酰基二茂铁与所述9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物（DOPO）的摩尔比为1：4.5
‑
5.5。
[0007]进一步地，步骤（1）中所述的冷凝管的下口处应塞有棉花。
[0008]进一步地，步骤（1）中所述梯度升温的步骤为先升温至110
‑
150℃使原料熔融，再在5min
‑
10min内升温至170℃
‑
190℃。
[0009]进一步地，步骤（1）中所述梯度升温反应时间为10min
‑
30min，在反应体系内完全变成固体后即可停止加热、加入甲苯。
[0010]进一步地，步骤（2）中所述真空干燥温度为30℃。
[0011]进一步地，步骤（2）中所述乙醇的添加量为20
‑
50mL。
[0012]进一步地，步骤（3）中所述回流时间为20min
‑
40min。
[0013]进一步地，步骤（3）中所述冰水中冷却时间为0.5h
‑
2h。
[0014]本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术提供的高热稳定性含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO
‑
ACF的制备方法，流程简单，反应迅速，易操作控制；（2）本专利技术提供的高热稳定性含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO
‑
ACF，如图4所示，在空气气氛中的初始分解温度（T
5wt%
）高达425℃，并且800℃时残炭率为39%，具有较高的耐热性和高温成炭率，可以作为添加型阻燃剂，用于对阻燃剂耐热性要求较高的尼龙等工程塑料的无卤阻燃；（3）本专利技术提供的高热稳定性含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO
‑
ACF，在用于PA66与MXD6的阻燃时，添加量为10
‑
30%时，阻燃材料的极限氧指数可达23
‑
32。
附图说明
[0015]图1为本专利技术合成的含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO
‑
ACF的红外吸收光谱图；图2为本专利技术合成的含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO
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ACF的MALDI
‑
TOF MS谱图；图3为本专利技术合成的含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO
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ACF的元素分析结果，(a)DOPO
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ACF电子图像、(b)碳元素分布图、(c)氧元素分布图、(d)磷元素分布图、(e)铁元素分布图、(f)各元素含量的测量值和理论值；图4为本专利技术合成的含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO
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ACF在空气气氛中热失重（TGA）与微分热失重（DTG）曲线；图5为MXD6树脂添加本专利技术合成的含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO
‑
ACF前后的阻燃效果。
具体实施方式
[0016]下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。
[0017]实施例1
[0018]将2.30g乙酰二茂铁和10.80gDOPO置于干燥的100ml圆底烧瓶中，圆底烧瓶上接球形冷凝管和装有无水氯化钙的干燥管。置于油浴锅中升温至150℃，加热30min使得原料完全熔化，取出圆底烧瓶，油浴锅升温到180℃后放回烧瓶，反应30min后，体系逐渐变为橙红色固体。加入30mL甲苯并搅拌，回流10min，降温到约80℃，超声15min，趁热过滤以防止DOPO析出，用25mL乙醇洗涤滤饼，真空烘箱80℃干燥得到粗产物。在粗产物中加入乙醇，85℃下回流，冰水中冷却，过滤，得到目标产物DOPO
‑
ACF，产率约为52%，纯度约为92%。
[0019]实施例2
[0020]将2.30g乙酰二茂铁和10.80gDOPO置于干燥的100ml圆底烧瓶中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO
‑
ACF的制备方法，所述DOPO
‑
ACF分子结构式如下所示：；所述含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO
‑
ACF的制备方法，包括以下步骤：步骤（1）：将乙酰基二茂铁与9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
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10
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磷杂菲
‑
10
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氧化物（DOPO）加入到接有冷凝管和干燥管的反应器中，在110℃
‑
190℃下梯度升温进行反应，在反应体系内完全变成固体后即可停止加热；步骤（2）：在步骤（1）的反应器中加入20
‑
50mL甲苯，回流5min
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20min，体系温度降到80℃后，超声5min
‑
15min，趁热过滤，用10
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50mL乙醇洗涤滤饼，真空干燥，得到粗产物；步骤（3）：将步骤（2）所得粗产物研磨后加入乙醇，85℃下回流，冰水中冷却，过滤干燥得到含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO
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ACF，其反应式如下所示：。2.如权利要求1所述的一种含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO
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ACF的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述乙酰基二茂铁与所述9,10
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二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
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氧化物的摩尔比为1：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，席瑞，高萌萌，蔡朦，胡新利，项瞻峰，项然，
申请(专利权)人：宿迁联盛科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：