專利名稱：一種無鹵膨脹型阻燃劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無鹵膨脹型阻燃劑，同時還涉及該阻燃劑的制備方法，屬于阻燃劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
阻燃劑又稱難燃劑，耐火劑或防火劑，是一種能夠使高分子材料不易著火燃燒或能夠減慢燃燒速度的助劑。有機阻燃劑中用量最大的是鹵系阻燃劑，具有添加量少、阻燃效率高、價格相對低廉等優(yōu)勢，但該類阻燃劑在燃燒時產(chǎn)生大量有毒和腐蝕性的氣體，引發(fā)了人們對其環(huán)保問題的擔憂。近年來，世界各國正不斷限制含鹵阻燃劑的使用。磷系阻燃劑是無鹵阻燃劑中的佼佼者，其中膨脹型阻燃劑則更是阻燃劑研究和應(yīng)用的熱點。膨脹型阻燃劑以磷、氮為主要活性組分，不含鹵素，也不采用氧化銻為協(xié)效劑。膨脹型阻燃劑是由“三源”構(gòu)成的含有磷的“酸源”，含有結(jié)炭結(jié)構(gòu)的“炭源”和含N的“氣源”等。用膨脹型阻燃劑阻燃的高聚物受熱時，表面能生成一層均勻的炭質(zhì)泡沫層，此層隔熱、隔氧、抑煙，并能防止產(chǎn)生熔滴，故具有良好的阻燃性，且符合當今阻燃劑少煙、低毒的發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)的膨脹型阻燃劑由聚磷酸銨、季戊四醇和三聚氰胺組成，其最大缺點是添加量大、易溶于水，在應(yīng)用時阻燃效果會不斷降低。將“三源”集于同一個分子中的單分子一直是阻燃劑研究的熱點。但目前所報道的大多阻燃效率不高，添加量較大，通常在質(zhì)量百分數(shù)超過30%以上時才能達到較好的阻燃效果，因此對材料的力學性能影響較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種阻燃效率高，添加量少的無鹵膨脹型阻燃劑。為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種無鹵膨脹型阻燃劑，其結(jié)構(gòu)通式為
權(quán)利要求
1.一種無鹵膨脹型阻燃劑，其特征在于，結(jié)構(gòu)式如下所示
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鹵膨脹型阻燃劑，其特征在于，所述的R為H。
3.—種如權(quán)利要求1所述的無鹵膨脹型阻燃劑的制備方法，其特征在于，步驟如下將氯代磷酸二(甲基)苯酯、1-氧代-4-羥甲基-1-磷雜-2，6，7-三氧雜雙環(huán)[2. 2. 2]辛烷、溶劑和催化劑依次加入反應(yīng)瓶中，0_30°C下緩慢滴加縛酸劑lh，30-80°C反應(yīng)l_30h ;之后純化分離得到無鹵膨脹型阻燃劑；氯代磷酸二(甲基)苯酯和1-氧代-4-羥甲基-1-磷雜-2，6，7-三氧雜雙環(huán)[2. 2. 2]辛烷摩爾比為1:0. 5-1.5 ;所述的氯代磷酸二(甲基)苯酯結(jié)構(gòu)式如下所示，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無鹵膨脹型阻燃劑的制備方法，其特征在于，所述的氯代磷酸二(甲基)苯酯和1-氧代-4-羥甲基-1-磷雜-2，6，7-三氧雜雙環(huán)[2. 2. 2]辛烷摩爾比為 1:0. 8-1. 2。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無鹵膨脹型阻燃劑的制備方法，其特征在于，所述的溶齊IJ為氯仿、二氯甲烷、乙腈、四氫呋喃或乙酸乙酯，溶劑用量為每摩爾氯代磷酸二(甲基)苯酯加入溶劑500-3000mL。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種無鹵膨脹型阻燃劑的制備方法，其特征在于，所述溶劑的用量為每摩爾氯代磷酸二(甲基)苯酯加入溶劑1000-2000mL。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無鹵膨脹型阻燃劑的制備方法，其特征在于，所述的催化劑為無水三氯化鋁、無水氯化鋅、無水氯化鎂、無水氯化亞鐵或4- (N，N- 二甲氨基)吡啶，催化劑用量為每摩爾氯代磷酸二(甲基)苯酯加入0. l-20g的催化劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種無鹵膨脹型阻燃劑的制備方法，其特征在于，催化劑的用量為每摩爾氯代磷酸二(甲基)苯酯加入2-10g的催化劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無鹵膨脹型阻燃劑的制備方法，其特征在于，所述的縛酸劑為N，N- 二甲基苯胺、吡啶或三乙胺，縛酸劑與氯代磷酸二(甲基)苯酯的物質(zhì)的量比為.0.5_3 I o
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種無鹵膨脹型阻燃劑的制備方法，其特征在于，所述的分離純化為反應(yīng)完成后，反應(yīng)液進行減壓過濾，濾液蒸懼回收溶劑，固體粗產(chǎn)品經(jīng)充分水洗后，在真空條件下于40°C干燥至恒重。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無鹵膨脹型阻燃劑及其制備方法。該阻燃劑的結(jié)構(gòu)式如下所示其中，R為H或甲基。該阻燃劑含有磷酸二苯酯和結(jié)炭結(jié)構(gòu)，即同時含有膨脹型阻燃劑的“酸源”和“碳源”，并兼具增塑功能。本發(fā)明制備過程簡單、安全、易操作、對環(huán)境無污染，收率可達70%以上。產(chǎn)品為白色到淺灰色粉末，具有阻燃效率高、低毒無污染等優(yōu)點。
文檔編號C08K7/22GK103012848SQ201210488809
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者徐元清, 趙俊偉, 房曉敏, 丁濤, 郝喜才, 任艷蓉, 郭紅麗, 卞龍驤, 張延兵 申請人:河南大學