一种含磷无卤阻燃剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种含磷无卤阻燃剂及其制备方法和应用，将9，10

【技术实现步骤摘要】
一种含磷无卤阻燃剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种含磷无卤阻燃剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等热塑性聚酯是由二元醇和二元酸通过缩聚反应制成的线性聚合物，因其良好的耐腐蚀性、高拉伸强度和模量等优良特性而广泛应用于电子、医疗、建材、风电、汽车工业、航空航天等领域，具有阻燃性能的聚酯材料的需求量更是逐年迅速增长。然而，传统的聚酯材料的易燃性及燃烧释放有毒气体和产生大量烟尘等危害，不能满足先进材料的阻燃性能。卤素化合物曾被广泛的应用于提高树脂的阻燃性能，但是卤系阻燃剂在热裂解或燃烧时会生成大量的浓烟和腐蚀性的有毒气，所以基于环保和可持续发展的要求，一些含卤阻燃剂逐渐被禁止。因此开发无卤阻燃剂对发展环保型阻燃聚酯材料具有深远意义。
[0003]目前，含磷化合物在气相和凝聚态中都能发挥阻燃作用，且已得到广泛的应用，同时用含磷阻燃剂改性的聚酯树脂更为环保。在含磷阻燃剂中，9，10
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二氢
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氧杂
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磷杂菲
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氧化物(DOPO)及其衍生物的分级子结构中含磷元素的基团是以环形化学键的方式介入，因此其化学稳定性、热稳定性比大多有机磷酸酯更高，阻燃性能也更好；然而DOPO其结构中含有P
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H键，是一种酸性化合物，如直接与聚酯混炼，聚酯分子会在酸性催化剂的作用下中快速降解，粘性降低，不利于加工，且影响材料成型后的机械强度；另外，一些小分子有机物中的官能团，如羟基和羧基等在与聚酯高温混炼时会与聚酯发生酯交换反应，减小聚酯分子链长度，也会降低其粘性及成型后的机械强度。

技术实现思路

[0004]针对上述现有技术的不足之处，本专利技术解决的问题为：提供一种环保且不降低粘性和成型后机械强度的含磷无卤阻燃剂及其制备方法和应用。
[0005]为解决上述问题，本专利技术采取的技术方案如下：
[0006]一种含磷无卤阻燃剂的制备方法，步骤如下：将9，10
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二氢
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氧杂
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磷杂菲
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氧化物和对苯二甲醛进行加成反应，得到中间产物，然后将中间产物进行氧化处理，得到所述含磷无卤阻燃剂。
[0007]进一步，步骤如下：
[0008]S1、加成反应：在反应器皿中加入9，10
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二氢
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氧杂
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磷杂菲
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10
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氧化物、对苯二甲醛、氯苯，充入氮气，开启搅拌并加热升温，物料全部溶解，反应相为透明均一溶液；然后再次升温后进行持续搅拌，反应得到料液混合体；
[0009]S2、第一次分离洗涤：将步骤S1中料液混合体进行降温后固液分离，得到白色粉末；将白色粉末进行洗涤后除去残留的9，10
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二氢
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氧杂
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10
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磷杂菲
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10
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氧化物；
[0010]S3、氧化反应：将步骤S2中经过分离洗涤的白色粉末状中间产物加入反应器皿中，加入氯铬酸吡啶和四氢呋喃，充入氮气，开启搅拌并加热升温，搅拌进行反应，得到料液混
合体；
[0011]S4、第二次分离洗涤：将步骤S3中的料液混合体降温后进行固液分离，得到白色粉末；将白色粉末进行洗涤烘干，即可得成品含磷无卤阻燃剂。
[0012]进一步，所述步骤S1中，在玻璃反应容器或搪玻璃反应釜中，以重量份计，加入9，10
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二氢
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氧杂
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磷杂菲
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10
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氧化物6.5～8份、对苯二甲醛2份、氯苯23～30份，充入氮气，开启搅拌并加热升温，在85～95℃物料全部溶解，反应相为透明均一溶液；然后在130～140℃条件下持续搅拌，反应4～5小时，反应得到料液混合体。
[0013]进一步，所述步骤S2中，将步骤S1中料液混合体降温至20～30℃，再固液分离，得到白色粉末；将白色粉末用无水乙醇洗涤2～3次，每次使用无水乙醇10～15份，除去残留的9，10
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二氢
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氧杂
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磷杂菲
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氧化物。
[0014]进一步，所述步骤S3中，将步骤S2中经过分离洗涤的白色粉末状中间产物加入玻璃反应容器或搪玻璃反应釜中，再以重量份计，加入氯铬酸吡啶7～9份，四氢呋喃30～35份，充入氮气，开启搅拌并加热升温，并在60～65℃条件下搅拌10～15小时，得到料液混合体。
[0015]进一步，所述步骤S4中，将步骤S3中的料液混合体降温至20～30℃，固液分离，得到白色粉末；将白色粉末先用蒸馏水洗涤2～3次，每次使用蒸馏水10～15份，除去氯铬酸吡啶、亚铬酸(H2CrO3)、Cr
3+
第二步副产物；再用石油醚洗涤1～2次，每次使用石油醚8～10份；再将白色粉末在10℃烘干4～8小时，即可得成品含磷无卤阻燃剂。
[0016]本专利技术根据上述方法制备得到含磷无卤阻燃剂。
[0017]本专利技术的含磷无卤阻燃剂可应用于聚酯树脂中。
[0018]本专利技术的9，10
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二氢
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氧杂
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磷杂菲
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氧化物，即DOPO结构式如下：
[0019][0020]本专利技术的对苯二甲醛的结构式如下：
[0021][0022]本专利技术使用的氧化剂氯铬酸吡啶(PCC)，其结构简式如下：
[0023][0024]本专利技术的反应结构简式如下：
[0025][0026]本专利技术的有益效果如下：
[0027]本专利技术制备的含磷无卤阻燃剂含有磷杂菲阻燃基团，可以有效提高聚酯树脂阻燃性能；同时本专利技术通过反应消除了DOPO中的P
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H键，以及分子中的羟基官能团，在其与聚酯树脂混炼加工过程中不会引起聚酯材料快速降解，也不会与其发生酯交换反应，影响其粘度和成型后的机械强度，克服技术壁垒，本专利技术制备的含磷无卤阻燃剂，对提高热塑型聚酯材料的阻燃性能，具有很高的应用价值。
附图说明
[0028]图1为本专利技术熔融树脂的扭矩侧视数据图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本
技术实现思路
作进一步详细说明。
[0030]实施例1
[0031]在5L四口玻璃烧瓶中加入0.65Kg DOPO、0.2Kg对苯二甲醛、2.5Kg氯苯，充入氮气(流量为10mL/min的)，开启搅拌(搅拌本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含磷无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：将9，10
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二氢
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氧杂
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磷杂菲
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氧化物和对苯二甲醛进行加成反应，得到中间产物，然后将中间产物进行氧化处理，得到所述含磷无卤阻燃剂。2.根据权利要求1所述的含磷无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：S1、加成反应：在反应器皿中加入9，10
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二氢
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氧杂
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磷杂菲
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氧化物、对苯二甲醛、氯苯，充入氮气，开启搅拌并加热升温，物料全部溶解，反应相为透明均一溶液；然后再次升温后进行持续搅拌，反应得到料液混合体；S2、第一次分离洗涤：将步骤S1中料液混合体进行降温后固液分离，得到白色粉末；将白色粉末进行洗涤后除去残留的9，10
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二氢
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氧杂
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磷杂菲
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氧化物；S3、氧化反应：将步骤S2中经过分离洗涤的白色粉末状中间产物加入反应器皿中，加入氯铬酸吡啶和四氢呋喃，充入氮气，开启搅拌并加热升温，搅拌进行反应，得到料液混合体；S4、第二次分离洗涤：将步骤S3中的料液混合体降温后进行固液分离，得到白色粉末；将白色粉末进行洗涤烘干，即可得成品含磷无卤阻燃剂。3.根据权利要求2所述的含磷无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，在玻璃反应容器或搪玻璃反应釜中，以重量份计，加入9，10
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二氢
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氧杂

【专利技术属性】
技术研发人员：王彦栋，李利红，黄瑜，张佳隆，黄华亮，徐胜宇，
申请(专利权)人：江苏越科新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：