[发明专利]邻苯二胺磷酰基三聚氰胺阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明公开了邻苯二胺磷酰基三聚氰胺阻燃剂及其制备方法。将邻苯二胺溶解于无水二氯甲烷，在惰性气体保护下缓慢滴加三氯氧磷，滴加温度为0～20℃，1～2h滴毕；升温至60～70℃反应3～5h，反应完毕后过滤，洗涤，重结晶，干燥至恒重后得粉红色固体，得到中间体邻苯二胺磷酰氯；所得邻苯二胺磷酰氯、三聚氰胺、缚酸剂和溶剂充分混合，惰性气体保护，50‑100℃反应6‑24h，反应完毕；过滤，洗涤，取滤饼重结晶，干燥至恒重后得到黄色晶体，为目标产物。本发明的阻燃剂的初始分解温度为350℃，具有较好的热稳定性能，可以与大部分高分子材料融融共混，且相容性良好，同时不溶于水，在材料中有着良好的耐迁移性。

技术领域

本发明属于无卤阻燃剂技术领域，具体涉及一种邻苯二胺磷酰基三聚氰胺阻燃剂及其制备方法。

背景技术

膨胀型阻燃剂(IFR)是一类氮、磷协同的无卤复合阻燃剂，与金属氢氧化物、红磷和有机硅阻燃剂等常见的无卤阻燃剂相比，IFR具有高效、抗熔滴和低烟低毒等优点，是最具发展前景的无卤阻燃剂之一。IFR通常由酸源、炭源和气源组成，当材料受热燃烧时，酸源和炭源快速发生酯化交联反应形成熔融炭层；气源释放氮气和水蒸气等不燃气体使熔融炭发泡膨胀；三源的协同效应使得在材料表面形成致密多孔的膨胀炭层，阻隔热量和氧气，从而达到阻止材料燃烧与分解的目的。

三聚氰胺(MA)本身就可作为一种阻燃剂使用，其本身不可燃、低毒，受热产生的氮气、水蒸气等不燃气体可达到阻燃目的；但是MA自身存在一定的水溶性、含碳量低等缺点，使其在材料中的阻燃效果并不十分理想。三聚氰胺基阻燃剂是在三聚氰胺基础上引进其他阻燃基团，使阻燃剂分子同时具有酸源、炭源和气源的一类膨胀型阻燃剂；该类阻燃剂通过三聚氰胺与其他阻燃基团的协同作用，在降低了自身水溶性的同时也提高了与材料的相容性以及残炭量；该类阻燃剂受热时，三聚氰胺作为气源能产生丰富氮气、水蒸气等不燃气体并和酸源、炭源协同作用形成丰富的膨胀炭层，从而达到隔热、隔氧和抑烟的阻燃目的。三聚氰胺基阻燃剂阻燃效率高，添加量少，燃烧过程无毒低烟，符合当今阻燃剂绿色环保高效的要求。

专利申请公布号CN105348505A，王西弱等公开了一种聚碳酸邻苯二胺磷酰氯缩3-丁烯-1-酰胺的制备方法，分三步反应：邻苯二胺磷酰氯与3-丁烯-1-胺进行酰氯化反应，进一步环氧化反应得到邻苯二胺磷酰氯缩3-环氧化丁烷-1-酰胺，最后在催化剂作用下与二氧化碳高压反应釜20～60个大气压聚合反应得到产品，所涉及合成工艺复杂且要高压，不易工业化，产品中虽有大量的炭源但是缺乏气源，在材料中的阻燃性能不是很理想。

专利申请公布号CN101638421A，夏迎松等公开了一种邻苯二胺磷酰氯缩季戊四醇酯的制备方法，所得产品中只有炭源和酸源，没有气源，在燃烧过程中无法形成膨胀炭结构，这导致产品的阻燃性能下降，使得产品在材料的添加量过多，且在邻苯二胺磷酰氯的制备过程中需要在0℃条件下加料并使用缚酸剂，工艺条件复杂，产品除杂困难，产率不高。

发明内容

本发明目的在于提供一种新型阻燃剂及其制备方法，该阻燃剂阻燃效率高、添加量少、绿色环保且制备方法简单。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

邻苯二胺磷酰基三聚氰胺阻燃剂，具有以下结构式：

上述邻苯二胺磷酰基三聚氰胺阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：

1)邻苯二胺磷酰氯制备：

将邻苯二胺溶解于无水二氯甲烷，在惰性气体保护下缓慢滴加三氯氧磷，滴加温度为0～20℃，1～2h滴毕；升温至60～70℃反应3～5h，反应完毕后过滤，洗涤，重结晶，干燥至恒重后得粉红色固体，得到中间体邻苯二胺磷酰氯；

2)邻苯二胺磷酰基三聚氰胺制备：