一种BPOD-DDM阻燃剂及其制备方法和改性环氧树脂技术

一种BPOD

【技术实现步骤摘要】
一种BPOD
‑
DDM阻燃剂及其制备方法和改性环氧树脂


[0001]本专利技术涉及阻燃剂
，尤其指一种BPOD
‑
DDM阻燃剂及其制备方法和改性环氧树脂。

技术介绍

[0002]环氧树脂是我国使用最广泛的塑料之一，环氧树脂有着较优异的力学性能、电学性能、并且它的收缩率很低﹑易加工性等优点。在粘合剂﹑涂料等领域具有广泛的应用。我国的材料业在近几十年发展态势颇好，聚合物材料是其中最重要的板块之一，故高分子材料在日常生活中的使用变得普及，在日常生活中随处都能看到高分子制品。但高分子材料终归是有机物，与平常的金属材料以及无机非金属材料做对比，它的着火点相对来说比较低，聚合物材料成分多样化，容易燃烧，许多住宅火灾的发生与聚合物材料的性质有关，且受热分解时会释放许多有毒害的窒息气体，使火灾发生时的生存率很低。针对这种情况，相应地衍生出了高分子材料阻燃剂这一新兴行业，由于高分子材料在人类生产生活的过程中起着重要的作用，故阻燃剂能够用在家具电器、飞机火箭、电路、交通以及衣食住行的各个方面，都具有巨大的市场前景。
[0003]现有的阻燃剂普遍存在制备原料难以获得，反应条件要求较高的问题，不仅如此，绝大多数阻燃剂都需要添加较多的量才能实现复合材料的足够的热稳定性，如中国专利CN107759979A公开的一种环氧树脂阻燃剂，其不仅仅存在原料获取不易的问题，而且在环氧树脂组合物中，阻燃剂甚至需要添加到10～23wt％，这样的添加量是非常大的，在很大程度上增大了成本消耗。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一在于解决上述
技术介绍
中的问题，提供一种BPOD
‑
DDM阻燃剂。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种BPOD
‑
DDM阻燃剂，结构式为：
[0006][0007]制备上述BPOD
‑
DDM阻燃剂的方法包括以下制备路线：
[0008][0009]具体的制备方法包括：称取适量的4,4
’‑
二氨基二苯甲烷加入到三颈烧瓶中，加入适量的三氯甲烷作溶剂，取适量的苯磷酰二氯溶于另一份三氯甲烷并加入到恒压滴液漏斗
中，通氮气保护，电动搅拌，温度控制在5℃，0.5小时内滴完；溶液由无色澄清逐渐转变为淡黄色浊液，尾气采用H2O吸收，然后升高温度至48℃～60℃继续反应2～10小时，直至体系颜色变深，最终呈现橙黄色沉淀，然后冷却，抽滤，得到橙黄色的固体，用三氯甲烷清洗2～3次，滤液澄清透明，检测无DDM残留，控制在50℃的温度下烘干4～5小时，即得到产物。
[0010]另外，本专利技术还提供一种改性环氧树脂，其添加有上述的BPOD
‑
DDM阻燃剂。
[0011]其中，优选地，该改性环氧树脂添加的BPOD
‑
DDM阻燃剂的质量含量为1％
‑
7％。
[0012]本专利技术提供的BPOD
‑
DDM阻燃剂具有较好的阻燃性能，并且原料易得，反应条件要求不高；更重要的是，无需添加较大含量的BPOD
‑
DDM阻燃剂至环氧树脂中也能达到很高的热稳定性，同时环氧树脂的燃烧残余量也很多，其推广价值非常高。
附图说明
[0013]图1为本专利技术BPOD
‑
DDM阻燃剂的
13
C谱图；
[0014]图2为4,4
’‑
二氨基二苯甲烷的红外光谱图；
[0015]图3为本专利技术BPOD
‑
DDM阻燃剂的红外光谱图；
[0016]图4为本专利技术实施例中添加有不同质量分数BPOD
‑
DDM阻燃剂的环氧树脂复合材料的热重分析试验结果示意图。
具体实施方式
[0017]为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本专利技术作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本专利技术的限定。
[0018]一种BPOD
‑
DDM阻燃剂，其结构式为：
[0019][0020]BPOD
‑
DDM阻燃剂的制备路线如下：
[0021][0022]具体地，BPOD
‑
DDM阻燃剂的制备方法包括以下步骤：
[0023]称取4,4
’‑
二氨基二苯甲烷39.65g(约0.2mol)加入到150mL三颈烧瓶中，加入约70mL三氯甲烷作溶剂，量取34.6mL苯磷酰二氯(约0.24mol)溶于20mL三氯甲烷加入到恒压滴液漏斗中，通氮气保护，电动搅拌，温度控制在5℃左右，0.5小时内滴完；溶液由无色澄清逐渐转变为淡黄色浊液，尾气采用H2O吸收，然后升高温度至48℃～60℃继续反应2～10小时，体系颜色变深，最终呈现橙黄色沉淀，冷却，抽滤，得到橙黄色的固体，用三氯甲烷清洗2～3次，滤液澄清透明，检测无DDM残留，控制50℃温度烘干4～5小时左右，得到较为纯净的上档产物。
[0024]上述制备方式由4,4
’‑
二氨基二苯甲烷(DDM)和苯磷酰二氯(BPOD)为原料，以4,
4
’‑
二氨基二苯甲烷(DDM)和苯磷酰二氯(BPOD)为原料，通过缩聚反应一步完成，其中副产物HCl可通过水或稀的NaOH溶液吸收。其反应原理为：苯磷酰二氯有着两个活性极高的氯原子，容易与水、醇等反应，反应过程中需要隔绝空气与水蒸汽，因此反应体系采用氮气保护。
[0025]在该制备方法中，原料易得，反应条件要求不高，其中一种原料为固化剂，同时两种原料均有稳定的苯环结构，因此构建的阻燃剂中苯环结构较多，这是形成致密碳层的有利条件。
[0026]由图3可知，在3 383.29cm
‑1处出现的吸收峰，是
‑
HNOP
‑
中的
‑
NH
‑
伸缩振动吸收峰，1 227.74cm
‑1也出现了吸收峰，为
‑
HNOP
‑
的Ⅲ带吸收峰，再与图2对比，可以确定氨基与酰氯的氯原子发生了反应；1118.76cm
‑1为磷氧键的特征峰；694.40cm
‑1处为磷碳键的特征峰，在500～550cm
‑1并没有出现P—Cl伸缩振动吸收峰，
‑
PONH
‑
吸收峰的出现以及P
‑
Cl的消失，可以说明BPOD完全反应完毕，且生成了新物质。
[0027]通过将本实施例提供的BPOD
‑
DDM阻燃剂添加到环氧树脂中，并进行相应的测试。
[0028](1)水平垂直燃烧测试
[0029]如表1可知，1％EP阻燃复合材料T1≥10s，T2≤10s，T1+T2≤30s，不产生滴落物，所以1％EP阻燃复合材料属于V
‑
1级阻燃材料；3％EP阻燃复合材料、5％EP阻燃复合材料和7％E本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种BPOD
‑
DDM阻燃剂，其特征在于，结构式为：2.权利要求1所述的BPOD
‑
DDM阻燃剂的制备方法，其特征在于，按以下路线制备BPOD
‑
DDM阻燃剂：3.根据权利要求2所述的BPOD
‑
DDM阻燃剂的制备方法，其特征在于：称取适量的4,4
’‑
二氨基二苯甲烷加入到三颈烧瓶中，加入适量的三氯甲烷作溶剂，取适量的苯磷酰二氯溶于另一份三氯甲烷并加入到恒压滴液漏斗中，通氮气保护，电动搅拌，温度控制在5℃，0.5小时内滴完；...

【专利技术属性】
技术研发人员：李薇，李昶红，李玉林，
申请(专利权)人：衡阳忆乐新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：