基于DOPS-三嗪三酮结构的双基化合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种基于DOPS

【技术实现步骤摘要】
基于DOPS
‑
三嗪三酮结构的双基化合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及阻燃材料
，尤其是涉及一种基于DOPS
‑
三嗪三酮结构的双基化合物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]磷杂菲类阻燃剂因其环境友好、含碳量高、相容性好、阻燃性持久等优点而被广泛深入研究。利用9，10
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二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物(DOPO)分子结构中P
‑
H键的活泼特性，可以与多种不饱和基团发生加成反应，制得了一些不同结构的磷杂菲衍生物阻燃剂分子。
[0003]据文献报道，有研究对DOPO的结构本身进行了调整，将DOPO中的P＝O替换为P＝S，即获得9，10
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二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
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磷杂菲
‑
10
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硫化物(DOPS)。已有研究表明：首先，硫元素作为一种阻燃元素，将其引入DOPO的结构中可以增进磷的阻燃效果，含有硫元素的化合物在高温条件下可以释放出H2SO4等强酸，促进基材脱水成炭，所以在凝聚相也能发挥出优异的阻燃性能；其次，硫元素有助于抑制阻燃改性基材的熔滴行为；再次，在DOPO的结构中引入硫元素后，P
‑
H键的反应活性增加了，更容易与不饱和基团发生加成反应，便于生成各种DOPS衍生物。
[0004]三嗪三酮衍生物具有氮原子和羰基交替排列成为基本骨架的六元环状结构，三嗪三酮环上的氮原子可以扩展出多种具有活泼的化学反应性的支链结构，从而进一步制得一系列三嗪三酮衍生物。
[0005]因此，通过分子设计，研究开发一种将三嗪三酮基团和DOPS基团通过不同的桥键结构连接在同一阻燃剂分子中，进而通过双基协同效应获得具有优异性能的阻燃材料，构建新型高效阻燃体系，具有较好的应用前景。
[0006]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的第一目的在于提供一种基于DOPS
‑
三嗪三酮结构的双基化合物，具体为三种基于DOPS
‑
三嗪三酮结构的双基化合物，即：结构为式(Ⅱ)、(Ⅲ)和(Ⅳ)的双基化合物。这三种化合物均具有阻燃效率高、用量少、无卤环保等优点，将其作为阻燃剂添加到聚合物基材中，不仅能赋予聚合物材料优异的阻燃性能，还有助于保持聚合物材料良好的力学性能。
[0008]本专利技术的第二目的在于提供一种基于DOPS
‑
三嗪三酮结构的双基化合物的制备方法，所述制备方法具有操作方便，简单易行，反应条件比较温和，溶剂可回收利用的优势。
[0009]为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
[0010]本专利技术提供的一种基于DOPS
‑
三嗪三酮结构的双基化合物，所述双基化合物中含有三嗪三酮基团和DOPS基团；
[0011]所述双基化合物中的三嗪三酮基团与DOPS基团通过桥键结构连接。
[0012]进一步的，所述DOPS基团的结构如下式(Ⅰ)所示：
[0013][0014]注：所述DOPS基团为包含DOPS结构的如结构式(Ⅰ)所示的基团，所述DOPS为9，10
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二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
硫化物的简称。
[0015]进一步的，所述双基化合物的结构如下式(Ⅱ)所示：
[0016][0017]进一步的，所述双基化合物的结构如下式(Ⅲ)所示：
[0018][0019]进一步的，所述双基化合物的结构如下式(Ⅳ)所示：
[0020][0021]本专利技术提供的一种根据上述基于DOPS
‑
三嗪三酮结构的双基化合物的制备方法，所述制备方法主要由DOPS与三嗪三酮类化合物经加成反应制备得到；
[0022]所述三嗪三酮类化合物包括三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)、三(2
‑
丙烯酰氧乙基)异氰脲酸酯(TEAIC)或三(2
‑
羟乙基)异氰脲酸酯(THEIC)中的一种。
[0023]进一步的，所述结构为式(Ⅱ)的双基化合物主要由DOPS与三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)制得；
[0024]优选地，所述结构为式(Ⅱ)的双基化合物的制备方法包括：
[0025](a)、首先将DOPS加热至熔融，之后向DOPS中分批加入三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)，搅拌混匀，加热，两种原料在熔融状态下进行加成反应；
[0026](b)、将步骤(a)的产物冷却至室温后，加入有机溶剂进行多次洗涤，有机溶剂可以是乙酸乙酯或二氯甲烷；
[0027](c)、将步骤(b)使用有机溶剂多次洗涤之后的固体产物真空干燥，最后得到结构为式(Ⅱ)的双基化合物。
[0028]进一步的，所述结构为式(Ⅲ)的双基化合物主要由DOPS与三(2
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丙烯酰氧乙基)异氰脲酸酯(TEAIC)制得；
[0029]优选地，所述结构为式(Ⅲ)的双基化合物的制备方法包括：
[0030](d)、向DOPS和三(2
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丙烯酰氧乙基)异氰脲酸酯(TEAIC)中分别加入反应溶剂，溶解后，将三(2
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丙烯酰氧乙基)异氰脲酸酯(TEAIC)溶液缓慢滴加到DOPS溶液中，搅拌混匀，加热，所有原料在反应溶剂中进行加成反应；
[0031](e)、将步骤(d)的产物静置，冷却至室温后，加入蒸馏水进行多次洗涤；
[0032](f)、将步骤(e)洗涤后的产物在真空条件下加热干燥，最后得到结构为式(Ⅲ)的双基化合物。
[0033]进一步的，所述结构为式(Ⅳ)的双基化合物主要由DOPS、马来酸酐(MAH)与三(2
‑
羟乙基)异氰脲酸酯(THEIC)制得；
[0034]优选地，所述结构为式(Ⅳ)的双基化合物的制备方法包括：
[0035](g)、向马来酸酐(MAH)与三(2
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羟乙基)异氰脲酸酯(THEIC)中加入有机溶剂，溶解后，搅拌混匀，氮气保护，加热，反应一段时间；
[0036](h)、向步骤(g)的反应体系中缓慢分批加入DOPS溶液，搅拌混匀，加热，所有原料在反应溶剂中进行加成反应；
[0037](i)、将步骤(h)的产物静置，冷却至室温后，加入蒸馏水进行多次洗涤；
[0038](j)、将步骤(i)洗涤后的产物在真空条件下加热干燥，最后得到结构为式(Ⅳ)的双基化合物。
[0039]本专利技术提供的一种根据上述基于DOPS
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三嗪三酮结构的双基化合物作为阻燃剂在聚合物基材中的应用。
[0040]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于DOPS
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三嗪三酮结构的双基化合物，其特征在于，所述双基化合物中含有三嗪三酮基团和DOPS基团；所述双基化合物中的三嗪三酮基团与DOPS基团通过桥键结构连接。2.根据权利要求1所述的基于DOPS
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三嗪三酮结构的双基化合物，其特征在于，所述DOPS基团的结构如下式(Ⅰ)所示：3.根据权利要求1所述的基于DOPS
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三嗪三酮结构的双基化合物，其特征在于，所述双基化合物的结构如下式(Ⅱ)所示：4.根据权利要求1所述的基于DOPS
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三嗪三酮结构的双基化合物，其特征在于，所述双基化合物的结构如下式(Ⅲ)所示：5.根据权利要求1所述的基于DOPS
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三嗪三酮结构的双基化合物，其特征在于，所述双基化合物的结构如下式(Ⅳ)所示：
6.一种根据权利要求1～5任一项所述的基于DOPS
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三嗪三酮结构的双基化合物的制备方法，其特征在于，所述制备方法主要由DOPS与三嗪三酮类化合物经加成反应制备得到；所述三嗪三酮类化合物包括三烯丙基异氰脲酸酯、三(2
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丙烯酰氧乙基)异氰脲酸酯或三(2
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羟乙基)异氰脲酸酯中的一种。7.根据权利要求6所述的基于DOPS
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三嗪三酮结构的双基化合物的制备方法，其特征在于，所述结构为式(Ⅱ)的双基化合物主要由DOPS与三烯丙基异氰脲酸酯制得；优选地，所述结构为式(Ⅱ)的双基化合物的制备方法包括：(a)、首先将DOPS加热至熔融，之后向DOPS中加入三烯丙基异氰脲酸酯，搅拌混匀，加热，两种原料在熔融状态下进行加成反应；(b)、将步骤(a)的产物冷却至室温后，加入有机溶剂进行洗涤；(c)、将步骤(b)使用有机...

【专利技术属性】
技术研发人员：宝冬梅，侯泽明，祁钰昭，许松江，宦宣英，胥秋，张道海，吴中立，张玉鹏，侯学清，周国永，谭芳，
申请(专利权)人：贵州民族大学，
类型：发明
国别省市：