[发明专利]超支化含磷阻燃剂以及阻燃PLA材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种超支化含磷阻燃剂以及阻燃PLA材料的制备方法，所述超支化含磷阻燃剂的结构式如下式。该超支化含磷阻燃剂是通过将三聚氰胺与羟基乙叉二膦酸在浓盐酸条件下，在80℃的温度下发生交联反应获得的超支化的交联状大分子。该超支化含磷阻燃剂的制备方法包括如下步骤：将1g羟基乙叉二膦酸、20g三聚氰胺以及10ml浓盐酸溶解于100ml甲醇中，在80℃温度下反应1h。同时，本发明将上述制得的超支化含磷阻燃剂应用于阻燃PLA材料的制备。

本申请为申请号201710028162.X、申请日2017年1月13日、发明名称“一种超支化的含磷阻燃剂及其制备方法和应用”的分案申请。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域。更具体地，涉及超支化含磷阻燃剂以及阻燃PLA材料的制备方法。

背景技术

有机磷酸类阻垢缓蚀剂如羟基乙叉二膦酸(HEDP)、氨基三亚甲基膦酸、乙二胺四亚甲基膦酸等能与多种金属离子形成稳定的络合物，能溶解金属表面的氧化物，且在250℃下仍能起到良好的缓蚀阻垢作用，在高pH值下仍很稳定，不易水解，一般光热条件下不易分解。耐酸碱性、耐氯氧化性能较其它有机磷酸(盐)好。

近年来，HEDP由于其特殊的结构，在聚合物的阻燃领域也有一定的应用。比如，将HEDP与某些特定的物质复配能够用于提高某些织物的极限氧指数(LOI)，降低燃烧损毁长度等。但如何更好的将有机磷酸类阻垢缓蚀剂应用在阻燃领域，最大限度的发挥其阻燃性还具有很重要的研究价值。

PLA作为一种生物可降解的塑料，在工业中具有广泛的应用，但其阻燃性差，如何找到与PLA相匹配，相容性好且对其阻燃效果好的阻燃剂也是待解决的问题之一。其中，有机磷酸类阻垢缓蚀剂的羟基在与PLA的热加工过程中，易与PLA的分子链反应，使得PLA的分子链断链而导致理化性能的降低。

在以往技术中，例如日本专利JP2000160036A中，公开了有机磷酸与胺类的反应，但是没有公开具体产物。全文仅记载到“反应产物”，并未明确产物到底是什么，也没有公开反应式。例如在0036段落中揭露，磷酸和胺的混合物形成水溶液或浆状，充分混合后形成颗粒状。产物的状态与产物的分子量有一定的关系，颗粒状可能是分子产物分子量大的原因，可见该技术中没有找到可以生成超支含磷阻燃剂粉末产物的方法。又如，该专利0037段落中记载到该专利做法不保证完全反应，还可以有剩余磷酸或胺残留。可见，充分反应形成超支结构完全不是该专利探索范围内。实际上该现有技术专中的做法在实际实验中极易导致反应的不完全和副产物的生成。

专利文献1:日本专利JP2000160036A

实际上，有机磷酸类阻垢缓蚀剂与三聚氰胺的反应为强酸与弱碱成盐的反应，反应的依据原则简单，这也为该反应的产业化实现奠定了基础。虽然反应机理依据简单，但是两者反应的化学结构是不可预期的。寻找一种特定的反应物比例、反应温度和时间下制备方法，以及特殊的反应环境来制得超支结构的含磷阻燃剂，进而应用于例如PLA等材料获得阻燃性能的方案亟待解决。

发明内容

本发明目的在于提供一种超支化含磷阻燃剂的制备方法，可以发生交联反应获得超支化的交联状大分子。

本发明目的还在于利用超支化含磷阻燃剂制备阻燃PLA材料。

本发明提供一种超支化含磷阻燃剂的制备方法，

所述超支化含磷阻燃剂的结构式为：

所述超支化含磷阻燃剂的制备方法包括：

将1g羟基乙叉二膦酸、20g三聚氰胺以及10ml浓盐酸溶解于100ml甲醇中，在80℃温度下反应1h，

所述超支化含磷阻燃剂的制备方法中，所述超支化含磷阻燃剂的合成路径为：