[发明专利]一种超支化大分子无卤阻燃剂及阻燃聚合物复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种超支化大分子无卤阻燃剂及阻燃聚合物复合材料的制备方法，属于材料学领域。本发明将三聚氯腈和醇胺类单体在碱性环境下反应获得小分子阻燃剂三嗪化合物THT，然后通过三嗪化合物和苯基磷酰二氯发生聚合反应制得超支化大分子无卤阻燃剂。本发明超支化大分子无卤阻燃剂拥有较为优异的阻燃性能，热稳定性好；可与聚合物制备阻燃聚合物复合材料，改善机械性能和，提高基体的起始分解温度和残炭量，从而提高基材的热稳定性。

技术领域

本发明涉及一种超支化大分子无卤阻燃剂及阻燃聚合物复合材料的制备方法，属于材料学领域。

背景技术

当前聚合物材料在各个领域已经被广泛应用，然而伴随着聚合物材料的大量使用，其自身存在的一些问题也跟着突显出来。其中，由于聚合物自身结构影响，极易燃烧，对生产安全造成严重的影响，因此对于聚合物材料阻燃性能的研究就显得尤为重要。目前提高聚合物阻燃性能最优的选择是向基体中添加阻燃剂，阻燃剂在聚合物助剂中的消费量高居第二位。然而，随着阻燃技术的发展，人们对于阻燃聚合物复合材料提出了更高的要求，除了无卤阻燃和高阻燃性能外，还要避免因加入阻燃剂而对基材机械性能造成较大的破坏。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术上存在的不足，制备了一种超支化大分子无卤阻燃剂，这种阻燃剂不仅能够提高基体聚合物的阻燃性能，还能够赋予基体一些其他优异的性能，譬如良好的热稳定性和优异力学性能。本发明中制备的超支化大分子无卤阻燃剂是通过三嗪化合物和苯基磷酰二氯发生聚合反应得到的。

本发明提供一种超支化大分子无卤阻燃剂的制备方法，包括：

(1)将三聚氯腈(CYC)和醇胺类单体在碱性环境下反应获得小分子阻燃剂三嗪化合物THT；

(2)将小分子阻燃剂三嗪化合物THT、碱试剂加入到有机溶剂中，然后在0-5℃下滴加苯基磷酰二氯(PPDC)，滴加完成后反应一段时间，随后升温至40-50℃继续反应，反应结束后，过滤收集滤液，旋蒸得到沉淀，洗涤，干燥即得。

在本发明的一种实施方式中，所述醇胺类单体的结构如下所示：

其中，R₁＝-(CH₂)_xCH₃，x为0-1；R₂＝-(CH₂)_yCH₃，y为0-3；R₃＝-(CH₂)_z-，z为1-3。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)中三聚氯腈和醇胺类单体的摩尔比为1：3-5。

在本发明的一种实施方式中，步骤(1)具体包括：将三聚氯腈溶解在溶剂中，配置得到三聚氯腈溶液；将醇胺类单体、NaOH分散在水溶液中，得到含有醇胺类单体的NaOH水溶液；在0-5℃下向三聚氯腈溶液中滴加三分之一的含有醇胺类单体的NaOH水溶液，反应一段时间；然后升温至40-50℃，滴加三分之一的含有醇胺类单体的NaOH水溶液，反应一段时间；再升温至80-90℃，继续滴加剩余的三分之一的含有醇胺类单体的NaOH水溶液进行反应，反应结束后，分离得到白色沉淀，洗涤，干燥，得到小分子阻燃剂三嗪化合物。

在本发明的一种实施方式中，上述步骤(1)中溶剂可选二氧六环、丙酮和二氧六环/水等中的一种。

在本发明的一种实施方式中，三聚氯腈溶液的浓度为0.1mol/300mL。

在本发明的一种实施方式中，含有醇胺类单体的NaOH水溶液中醇胺类单体的浓度为0.1mol/50mL。

在本发明的一种实施方式中，含有醇胺类单体的NaOH水溶液中NaOH的浓度为0.1mol/50mL。