[发明专利]含三嗪环的“磷-硅-氮”齐聚物式膨胀型阻燃剂及其合成方法

权利要求书

1.一种含三嗪环的“磷-硅-氮”的齐聚物式膨胀型阻燃剂，其特征在于其结构式如下：

式中：Y为NH或O；

R₁为含磷结构，其结构式为下式（Ⅰ）或（Ⅱ）或（Ⅲ）所示：

R₂是含1-18个碳的直链或支链亚烷基的一种，或R₂是含1-18个碳的对苯基、间苯基或邻苯基中的一种；

R₃是氨基硅烷偶联剂，氨基硅烷偶联剂是γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨丙基硅烷水解物、γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-苯基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-（氨乙基）-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-N二乙基氨丙基三甲氧基硅烷、N-N二甲基氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨乙基)-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-二乙烯三氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、双-（γ-三甲氧基硅丙基）胺、双-（γ-三乙氧基硅丙基）胺、γ-哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-苯氨基甲基三乙氧基硅烷、γ-二乙胺基甲基三乙氧基硅烷中的其中一种或者它们的混合物；

R₄为H或含1-18个碳的直链或支链烷基。

2.一种含三嗪环的“磷-硅-氮”的齐聚物式膨胀型阻燃剂的合成方法，其特征在于包括如下几个步骤：

步骤一

将溶剂加入到装有回流冷凝器、搅拌器、恒压滴液漏斗的容器中，冷却到-10-10℃，加入三聚氯氰（CNC）并搅拌分散，逐步滴加氨基硅烷偶联剂和缚酸剂，反应1-4小时，得到含硅的一元取代物（CNC-Si）；其中三聚氯氰（CNC）、氨基硅烷偶联剂及缚酸剂三者的摩尔比为1:1:1，1mol的三聚氯氰用50-500ml的溶剂；

步骤二

在另一容器中加入带二元胺或二元醇类物质并与溶剂、缚酸剂混合物，冷却到-10-10℃，缓慢滴加含磷化合物，反应3-6小时，分离得到含磷二胺中间体；其中含磷化合物、二元胺或二元醇以及缚酸剂的摩尔比为1:2:2-4；1mol的含磷化合物用50-500ml的溶剂；

步骤三

在40-50℃的条件下，在装有含硅的一元取代物（CNC-Si）的容器中缓慢滴加步骤二得到的含磷中间体，同时滴加缚酸剂，反应3-6小时，得到含磷硅二聚体（CNC-Si-P）；其中含硅的一元取代物（CNC-Si）、含磷中间体以及缚酸剂的摩尔比为2:1:2；洗涤，干燥，得到白色或浅黄色固体；

步骤四

将步骤三中得到的含磷硅二聚体（CNC-Si-P）与步骤二所得到的含磷二胺中间体、缚酸剂滴加到装有溶剂的反应容器中，升温至80-130℃，反应时间为5-10小时，冷却、洗涤、干燥得到粉末状固体，即为含三嗪环的“磷-硅-氮”的齐聚物式膨胀型阻燃剂；其中含磷硅二聚体（CNC-Si-P）、含磷二胺中间体与缚酸剂的摩尔比为1:1:2-3；1mol的含磷硅二聚体（CNC-Si-P）用20-600ml的溶剂。

3.根据权利要求2所述的含三嗪环的“磷-硅-氮”的齐聚物式膨胀型阻燃剂的合成方法，其特征在于所述溶剂为丙酮、乙腈、四氢呋喃、丁酮、乙酸乙酯、二氧六环、三氯甲烷、甲苯、二甲苯、三甲苯、四甲苯、二甲亚砜、N，N-二甲基甲酰胺中的一种或两者的混合液。

4.根据权利要求2所述的含三嗪环的“磷-硅-氮”的齐聚物式膨胀型阻燃剂的合成方法，其特征在于所述缚酸剂为三乙胺、三乙烯二胺、吡啶、N，N-二异丙基乙烷中的一种。