[发明专利]一种含DOPO的对苯二酚双磷酸酯阻燃剂的制备方法及其应用

说明书

本发明提供一种含DOPO的对苯二酚双磷酸酯阻燃剂的制备方法及其应用，苯基‑P‑苯醌与DOPO在乙二醇乙醚中反应制得到中间体Ⅰ；在催化剂氯化铝的作用下，2,6‑二甲苯酚与三氯氧磷反应生成中间体Ⅱ；三乙胺作缚酸剂、二甲基亚砜(DMSO)作溶剂，中间体Ⅰ与中间体Ⅱ反应得到含DOPO的对苯二酚双磷酸酯阻燃剂。该阻燃剂外观为白色粉末，该化合物的起始分解温度为268℃，在380℃失重达10%，700℃阻燃剂的残炭率达到25%。该阻燃剂具有较好的热稳定性、残炭率高，可用于PC的无卤阻燃。

技术领域

本发明属于磷系阻燃剂技术领域，具体涉及一种含DOPO的对苯二酚双磷酸酯阻燃剂制备方法及其应用，该阻燃剂可作为聚碳酸酯(PC)的阻燃剂。

背景技术

聚碳酸酯(PC)具有较强的抗冲击能力、良好的力学性能和绝缘性能、较高的热稳定性及良好的透明性，因此成为五大工程塑料中应用最广泛的材料。聚碳酸酯本身具有一定的阻燃性能，纯的聚碳酸酯的LOI值可达到28％左右，且离火后能够自熄，能通过UL-94V-2级，但会产生溶滴现象。因此，为了满足对阻燃级别要求较高的领域的使用需求，需制备更高阻燃性能的聚碳酸酯。

溴系阻燃剂对PC良好的阻燃作用，当添加量为6-9％时，PC达到UL-94V-0级，但燃烧时产生有毒及腐烛性气体，因此溴系阻燃剂的应用受到限制而转向无卤阻燃剂。

磺酸盐对PC具有极佳的阻燃效果，在高温条件下，磺酸盐能促使PC异构化而释放出二氧化碳和水等不支持燃烧的气体，同时在PC材料表面形成炭层阻止燃烧。因在PC中分散不均、水解稳定性较差、价格昂贵等缺点限制了磺酸盐类阻燃剂在阻燃PC中的应用。

有机硅系阻燃剂是一类新型的阻燃剂，对PC具有良好的阻燃效果，在高温条件下能在PC的表面产生致密的炭层而达到抑烟与阻燃效果，燃烧过程也无过多有害气体产生，不影响PC的力学性能，然而，有机硅系阻燃剂成本较高。

磷系阻燃剂是取代溴系阻燃剂应用较为广泛的一种。红磷阻燃PC，可使PC达到UL-94的V-0级，但红磷颜色使得它在对颜色有要求的条件下无法使用。使用有机磷酸酯类阻燃剂虽然解决了颜色问题，但BDP、RDP、TPP等液态的磷酸酯在使用时会影响PC的力学性能，所以研发新型固态磷酸酯类阻燃剂来阻燃PC十分必要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有PC阻燃剂技术中的不足之处，提供一种工艺简单、生产成本低，阻燃性能优良的含DOPO的对苯二酚双磷酸酯阻燃剂。

本发明的目的是这样实现：一种含DOPO的对苯二酚双磷酸酯阻燃剂，该化合物具有如下化学结构式：

含DOPO的对苯二酚双磷酸酯阻燃剂的制备方法：

A：苯基-P-苯醌、DOPO混合后加入有机溶剂乙二醇乙醚中加热到120-140℃反应6-10小时，得到沉淀物，将该沉淀物冷却至室温，过滤，用乙二醇乙醚重结晶，干燥后得到中间体Ⅰ，反应方程式如下：

B：在装有温度计、恒压滴液漏斗、回流冷凝管及干燥管的烧瓶中先加入2,6-二甲苯酚、催化剂无水氯化铝，搅拌下升温至70℃，使2,6-二甲苯酚完全溶化，以0.1-0.5L/h的速度滴加三氯氧磷，2-3h滴完，搅拌，以10℃/min的升温速度升温至110℃-140℃，反应5-10h，得到反应中间体Ⅱ。

C：在中间体Ⅱ中加入有机溶剂，搅拌使其溶解后加入中间体I，在冰浴冷却下滴加三乙胺，滴加完毕，升温至170-200℃，采用TLC跟踪反应进程，反应完成后蒸出溶剂，过滤得到浅黄色固体，采用乙醇-水以体积比为1：1的混合有机溶剂重结晶得白色结晶粉末，即为目标化合物；