一种含三嗪结构的大分子量膨胀型阻燃剂及合成方法技术

本发明专利技术公开了一种含三嗪结构的大分子量膨胀型阻燃剂及其合成方法。本发明专利技术为磷、氮膨胀型阻燃剂，不含卤素，无毒，使用安全且对环境友好；本发明专利技术的磷、氮膨胀型阻燃剂集酸源、气源、碳源于一体，引入三嗪结构和多苯环结构，热稳定性高、成碳能力强、添加量少；本发明专利技术的磷、氮膨胀型阻燃剂与基体相容性好，避免了阻燃剂的吸湿、析出，最大程度的保持了材料的原有性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于膨胀型阻燃剂
，具体来讲，本专利技术涉及一种含三嗪结构的大分子量膨胀型阻燃剂及其合成方法。
技术介绍
高分子材料以质轻、耐腐蚀、绝缘好的优点被人们广泛使用，但是高分子材料含有大量碳氢结构，属于可燃和易燃材料。因此，20世纪80年代以来，为了赋予高分子材料的阻燃性、自熄性或消烟性，大量的阻燃剂被添加到各类高分子材料中。目前阻燃剂主要包括有机卤系、有机磷系、无机系、氮磷协效膨胀系等类型。有机卤系阻燃剂使用广泛，效果好，但是这类材料燃烧会产生大量腐蚀性的卤化氢气体和烟雾，并且会产生大量致癌物，对环境造成严重污染。有机磷系阻燃剂中代表型的磷酸酯阻燃剂存在耐热性差，易挥发等缺点。氢氧化铝和氢氧化镁等无机系阻燃剂需要大量添加，严重损害材料的力学性能。磷、氮协效的膨胀型阻燃剂可以满足人们对阻燃剂的环保高效的要求，磷、氮协效的膨胀型阻燃剂通常由酸源、气源和炭源组成，燃烧过程材料表面形成致密的炭层，从而阻止材料继续燃烧。中国专利CN1891706A报道了一种磷、氮膨胀型阻燃剂的合成方法，以水为溶剂，合成了双(2，6，7- 二氧基-1-憐杂双环羊烧_1_氧甲基)憐酸酯_4，4’ - 二氨基二苯基甲烷盐。中国专利CN101857805A报道了一种磷、氮膨胀型阻燃剂的合成方法，先合成氧代-4羟甲基-2、6、7-三氧杂-1-磷杂双环辛烷(PEPA)，再用浓硝酸将羟基氧化生成有机酸，酰化后与三聚氰胺反应得到产物。这两种方法合成的磷氮膨胀型阻燃剂都集酸源、气源和炭源为一体，但是分子量较低，与基体相容性、热稳定性有待进一步提高。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种与基体相容性好、热稳定性高的含三嗪结构的大分子量膨胀型阻燃剂。本专利技术的含三嗪结构的大分子量膨胀型阻燃剂，其分子结构如下:权利要求1.一种含三嗪结构的大分子量膨胀型阻燃剂，其分子结构如下:2.权利要求1所述大分子量膨胀型阻燃剂的合成方法，包括下述步骤: (O向季戊四醇的二氧六环溶液中滴加三氯氧磷，滴加过程控制反应温度80-85°C ;滴加完毕，升温至100-105°C，于惰性气氛下反应4-6h，静置析晶，抽滤，二氧六环洗涤，真空干燥，得到中间体PEPA ; (2)将PEPA溶于乙腈并向其中加入缚酸剂三乙胺得PEPA的乙腈溶液，向其中滴加三聚氯氰，控制反应温度-5_5°C，滴加完毕继续反应8-24h，加去离子水沉析，抽滤，去离子水洗涤，真空干燥，得到中间产物三聚氯氰的一取代物； (3)向双酚A和三聚氯氰一取代物的乙腈混合溶液中加入缚酸剂三乙胺，并于50-65°C搅拌反应2-3h后，继续升温回流反应6-24h，出现爬杆现象后，继续反应lh，浓缩回收溶剂，无水乙醇重结晶，真空干燥得到含三嗪结构的大分子量膨胀型阻燃剂。3.如权利要求2所述大分子量膨胀型阻燃剂的合成方法，其特征在于:所述步骤(I)中，三氯氧磷、季戊四醇与二氧六环的摩尔比为1: 1-1.2: 1-2。4.如权利要求2所述大分子量膨胀型阻燃剂的合成方法，其特征在于:所述步骤(I)中，将二氯氧磷在2_4h内缓慢滴加完。5.如权利要求2所述大分子量膨胀型阻燃剂的合成方法，其特征在于:所述步骤(I)中，用二氧六环洗涤晶体后再以无水乙醇洗涤。6.如权利要求2所述大分子量膨胀型阻燃剂的合成方法，其特征在于:所述步骤(2)中，PEPA与三聚氯氰、三乙胺的摩尔比为1: 1-1.5:1.4-1.6ο7.如权利要求2所述大分子量膨胀型阻燃剂的合成方法，其特征在于:所述步骤(2)中，将三聚氯氰配制成乙腈溶液后滴加，并于l_2h内滴加完。8.如权利要求2所述大分子量膨胀型阻燃剂的合成方法，其特征在于:所述步骤(3)中，双酚A、三聚氯氰一取代物和三乙胺的摩尔比为1: 1-1.5:2.5。全文摘要本专利技术公开了一种含三嗪结构的大分子量膨胀型阻燃剂及其合成方法。本专利技术为磷、氮膨胀型阻燃剂，不含卤素，无毒，使用安全且对环境友好；本专利技术的磷、氮膨胀型阻燃剂集酸源、气源、碳源于一体，引入三嗪结构和多苯环结构，热稳定性高、成碳能力强、添加量少；本专利技术的磷、氮膨胀型阻燃剂与基体相容性好，避免了阻燃剂的吸湿、析出，最大程度的保持了材料的原有性能。文档编号C08G65/40GK103102483SQ20131003814公开日2013年5月15日 申请日期2013年1月31日 优先权日2013年1月31日专利技术者徐卫兵, 朱道吉, 周正发, 任凤梅, 马海红 申请人:合肥工业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含三嗪结构的大分子量膨胀型阻燃剂，其分子结构如下：                                                             其中，n=20‑40。476326dest_path_image001.jpg

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐卫兵，朱道吉，周正发，任凤梅，马海红，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34