一种双官能团阻燃剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开一种双官能团阻燃剂及其制备方法与应用，该双官能团阻燃剂的化学命名为(4,1

【技术实现步骤摘要】
一种双官能团阻燃剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于有机合成和阻燃聚苯醚制备
，具体涉及一种双官能团无卤阻燃剂，该阻燃剂的制备方法，以及在聚苯醚中的应用。

技术介绍

[0002]聚苯醚作为五大工程塑料之一，综合性能良好，有突出的电绝缘性和耐水性，并具有较好的耐磨性和电性能，其介电性能居塑料的首位，是印刷电路板(PCB)行业中加工制作覆铜板的材料之一。但是本身阻燃性能较差，在实际应用时要进行阻燃改性。溴系阻燃剂在燃烧过程中会产生大量盐雾和腐蚀性卤化氢，不适合电子电气领域的应用。
[0003]磷系阻燃剂由于高效阻燃、无卤环保等特性，近年来已经取代卤系阻燃剂。传统的DOPO及其衍生物阻燃剂由于结构原因虽然有很好的阻燃性但是会影响基体本身的热稳定性和T
g
，随着PCB行业对高T
g
无卤阻燃材料的要求提高，如何解决上述问题是研究热点。

技术实现思路

[0004]基于上述技术问题，本专利技术提出一种双官能团阻燃剂，该阻燃剂的制备方法，以及在聚苯醚中的应用。
[0005]本专利技术所采用的技术解决方案是：
[0006]一种双官能团阻燃剂，其是具有以下结构的化合物：
[0007][0008]该化合物的化学命名为(4,1
‑
苯基)二(苯基)(4
‑
乙烯基苄基)氧化膦。
[0009]如上所述双官能团阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)将4,4
’‑
双(苯基膦氧)二苯醚、4
‑
乙烯基苄氯和碱加入溶剂中溶解，控温反应，得到反应液；
[0011](2)将反应液冷却到室温，抽滤得到粗品；
[0012](3)将粗品进行洗涤、干燥得到目标物。
[0013]上述步骤(1)中的取代反应，在无氧条件和空气条件下都可以进行，优选通过通氮气控制在无氧条件下进行。
[0014]步骤(1)中：4,4
’‑
双(苯基膦氧)二苯醚与4
‑
乙烯基苄氯的摩尔比优选为1∶1～5，更加优选4,4
’‑
双(苯基膦氧)二苯醚与4
‑
乙烯基苄氯的摩尔比为1∶2～2.4。
[0015]步骤(1)中：所述碱优选自氢氧化钠、氢氧化钾、乙醇钠、叔丁醇钾中的一种或两种以上的组合；4,4
’‑
双(苯基膦氧)二苯醚与碱的摩尔比优选为1∶0.5～3，更加优选4,4
’‑
双(苯基膦氧)二苯醚与碱的摩尔比为1∶2～2.4。
[0016]步骤(1)中：所述溶剂优选惰性溶剂，更加优选无水乙醇、丙酮、甲苯中的一种或两
种以上的组合。当然，步骤(1)中的反应亦可在无溶剂条件下进行。
[0017]优选的，步骤(1)中，控温反应过程如下：先在
‑
30℃～20℃反应1～3小时，然后升温至30℃～100℃，反应8
‑
18小时。
[0018]上述4,4
’‑
双(苯基膦氧)二苯醚采用以下步骤制得：
[0019]将二苯醚、苯基二氯化磷和催化剂混合，进行反应；将所得反应液水解，得到水解产物；用有机溶剂萃取水解产物中的有机物，萃取得到的有机层经中和、水洗后，再蒸除有机溶剂得目标物。
[0020]上述步骤中，苯基二氯化膦与二苯醚的摩尔比为2.0～2.2。催化剂选用Lewis酸催化剂，Lewis酸催化剂与二苯醚的摩尔比为2.0～2.2。
[0021]上述步骤中，通过通氮气控制反应在无氧条件下进行；且反应控制在有溶剂条件下进行，溶剂选自氯苯、二氯苯、氟苯等惰性溶剂中的一种或两种以上的组合。
[0022]上述步骤中，控制反应温度为50
‑
120℃；反应时间为10
‑
16小时。反应液水解时是将反应液加入到盐酸溶液中，盐酸溶液的质量百分比浓度范围为5
‑
10％；控制水解温度范围为20～50℃。
[0023]如上所述双官能团阻燃剂在聚苯醚中的应用，包括以下步骤：将双官能团阻燃剂、聚苯醚、交联剂、增韧剂和引发剂混合均匀，控制温度固化，制得(4,1
‑
苯基)二(苯基)(4
‑
乙烯基苄基)氧化膦阻燃聚苯醚。
[0024]优选的，上述聚苯醚为SA9000聚苯醚、SA120聚苯醚、SA90聚苯醚中的一种或两种以上组合；交联剂为多异氰酸酯、缩水甘油醚、有机过氧化物或金属有机化合物；增韧剂为橡胶类增韧剂或热塑性弹性体类增韧剂；引发剂为过氧化物引发剂、偶氮引发剂或氧化还原引发剂。
[0025]更加优选的，所述交联剂为三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)；所述增韧剂为苯乙烯
‑
丁二烯热塑性弹性体(SBS)；所述引发剂为过氧化二异丙苯(DCP)。
[0026]优选的，固化过程如下：在常压下，先在120～150℃固化1～3小时，之后升温到160～190℃固化1～3小时，最后再升温到190～210℃固化0.5～2小时。
[0027]本专利技术的有益技术效果是：
[0028]本专利技术提出一种双官能团反应型无卤阻燃剂，即(4,1
‑
苯基)二(苯基)(4
‑
乙烯基苄基)氧化膦，该阻燃剂为新结构含磷阻燃剂，具有可参与聚苯醚链反应的双官能团，从而可以在达到阻燃的同时制备高T
g
的聚苯醚。
[0029]本专利技术双官能团阻燃剂的制备方法，通过精心选择反应原料，控制各反应原料的用量比例，以及反应过程中的梯度升温等步骤，可高效制得反应液，再配合抽滤、洗涤等步骤，得到目标物。本专利技术制备方法简便高效，并具有纯度高、收率高等优势。
[0030]本专利技术双官能团阻燃剂(4,1
‑
苯基)二(苯基)(4
‑
乙烯基苄基)氧化膦的合成反应式如下所示：
[0031][0032]本专利技术双官能团无卤阻燃剂可应用于聚苯醚中，制备改性的聚苯醚，所制得的改
性聚苯醚不但阻燃效果好，而且对T
g
等的影响小，提高了聚苯醚的应用范围。
附图说明
[0033]图1为实施例1制备的阻燃剂(4,1
‑
苯基)二(苯基)(4
‑
乙烯基苄基)氧化膦的MS图；
[0034]图2为实施例1制备的阻燃剂(4,1
‑
苯基)二(苯基)(4
‑
乙烯基苄基)氧化膦的1H NMR图；
[0035]图3为实施例1制备的阻燃剂(4,1
‑
苯基)二(苯基)(4
‑
乙烯基苄基)氧化膦的
13
C
‑
NMR的谱图信息；
[0036]图4为实施例1制备的阻燃剂(4,1
‑
苯基)二(苯基)(4
‑
乙烯基苄基)氧化膦的
31
P...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双官能团阻燃剂，其特征在于是具有以下结构的化合物：2.如权利要求1所述双官能团阻燃剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将4,4
’‑
双(苯基膦氧)二苯醚、4
‑
乙烯基苄氯和碱加入溶剂中溶解，控温反应，得到反应液；(2)将反应液冷却到室温，抽滤得到粗品；(3)将粗品进行洗涤、干燥得到目标物。3.根据权利要求2所述的双官能团阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中：4,4
’‑
双(苯基膦氧)二苯醚与4
‑
乙烯基苄氯的摩尔比为1∶1～5。4.根据权利要求2所述的双官能团阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中：所述碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、乙醇钠、叔丁醇钾中的一种或两种以上的组合；4,4
’‑
双(苯基膦氧)二苯醚与碱的摩尔比为1∶0.5～3。5.根据权利要求2所述的双官能团阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中：所述溶剂为无水乙醇、丙酮、甲苯中的一种或两种以上的组合。6.根据权利要求2所述的双官能团阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，控温反应过程如下：先在
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30℃～20℃反应1～3小时，然后...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠卫，田冲，王祥，徐建弟，
申请(专利权)人：山东东科化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：