[发明专利]含磷-氮-溴阻燃剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃剂，具体的是涉及一种含磷-氮-溴阻燃剂（双-（三溴苯基）磷酸二酯三聚氰胺二盐）及其制备方法。

背景技术

随着现代化科学技术的发展，人类的生产和生活水平的提高，人们对高聚物合成材料的应用十分广泛，但由于其中绝大多数都是可燃的，因此，阻燃问题已成为高聚物合成材料领域中的重要研究课题。现今采用的阻燃方法一般是在高聚物合成材料中添加阻燃剂，例如有机含卤阻燃剂、含磷阻燃剂，或者是同时含有卤和磷的阻燃剂等。研究表明:含有卤和磷两种阻燃元素的高聚物合成材料燃烧时，生成沸点高、比重大的卤磷化合物，它们在燃烧带停留时间较长，故可以延长阻燃时间。并且它在高聚物合成材料表面形成一覆盖层，隔绝空气，起到阻止然烧的作用。卤和磷同时使用的阻燃效果比单独使用其中任一种的阻燃效果都好，这种效应通常称为协同效应。又有研究表明，同一数量的磷、溴两种元素在同一分子中比不在同一分子中具有更好的阻燃效能，这一发现引起了阻燃研究领域的广泛重视。

多年来，由于含卤磷酸酯优秀的阻燃性能和适中的价格，其应用研究开发一直长盛不衰。

发明内容

本发明的目的是通过简单的工艺，合成一种新型具有热稳定性优异、成碳性高、阻燃效果良好、毒性低等特性的新型含磷-氮-溴阻燃剂——双-（三溴苯基）磷酸二酯三聚氰胺二盐及其制备方法。

本发明为实现以上目的所采取的解决方案为：含磷-氮-溴阻燃剂，其特征在于其结构式为式I所示：

I

所述的含磷-氮-溴阻燃剂的制备方法，其特征在于包括有以下步骤：

1）将三溴苯酚、三氯氧磷混合，以苯为溶剂，缓慢加热到23~25℃，搅拌0.5~1h后，再滴加吡啶的苯溶液，控制滴定速度，15～30min内滴完；滴加完毕后，保温反应4.5h，再慢慢升温至80~90℃反应1.5~2h，停止加热，继续搅拌过夜；抽滤，取滤液，升温至23~25℃，再向滤液中滴加蒸馏水，滴加完毕后，缓慢升温至75~80℃，保温反应5h，停止加热，继续搅拌过夜；冷却，抽滤，乙醇洗，水洗，滤饼干燥至恒重得白色固体，即为中间体双-（三溴苯基）磷酸二酯； 

2）将中间体双-（三溴苯基）磷酸二酯与三聚氰胺混合，以DMSO为溶剂，20~25℃搅拌溶解后，缓慢升温至110℃~130℃，保温反应12~15h，水洗，抽滤，乙醇洗，滤饼干燥至恒重得到白色固体，即为目标产物含磷-氮-溴阻燃剂双-（三溴苯基）磷酸二酯三聚氰胺二盐。

按上述方案，所述的三溴苯酚、三氯氧磷和三聚氰胺按摩尔比为2.2~2.3:1:1.8~2.0。

本发明的反应机理：利用分子设计观点，将三溴苯酚、三氯氧磷以及三聚氰胺通过化学反应，有机地结合在一个分子内，合成具有稳定结构的双-（三溴苯基）磷酸二酯三聚氰胺二盐。

本发明的优点：

1）本发明选取溴含量较高的三溴苯酚为原料，具有阻燃效率高、适用面宽、耐热性好等优点；

2）本发明以化学合成的方法，将磷、氮、溴三种阻燃元素引入同一阻燃剂分子中，以磷、苯环、三聚氰胺分别作为膨胀性阻燃剂的酸源、碳源、气源，溴作为成碳协效剂，较复配阻燃剂应具有热分解温度适中，抗表面迁移能力强，阻燃效率高等优点。

附图说明

图1为本发明的含磷-氮-溴阻燃剂的红外图谱；

图2为本发明的含磷-氮-溴阻燃剂的质谱图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但不能作为对本发明的限定。

实施例1

(1)在装有温度计、回流冷凝管、恒压滴液漏斗、干燥装置和磁力搅拌的500ml三口圆底烧瓶中加入0.15mol三溴苯酚、250ml苯，搅拌使之完全溶解。23℃下向反应瓶中加入0.065molPOCl₃，继续搅拌1h后，开始滴加15ml的0.16mol吡啶的苯溶液，控制滴速，约15～30min滴完。滴加完毕后，保温反应4.5h，然后缓慢升温至84℃，回流反应1.5h。然后，冷却，继续搅拌过夜，使其反应充分；抽滤，取滤液，再将滤液转入500ml三口圆底瓶中，升温至23℃，用恒压滴液漏斗滴加40ml蒸馏水，滴加完毕后，缓慢加热至75℃，保温回流反应5h，冷却、继续搅拌过夜；抽滤，乙醇洗，水洗，取滤饼，干燥至恒重得到白色固体，即为中间体双-（三溴苯基）磷酸二酯（0.058mol）。