一種dopo衍生磷氮阻燃劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種DOPO衍生磷氮阻燃劑及其制備方法，其合成步驟如下：在溶劑回流共沸除水條件下，將N-羥甲基丙烯酰胺溶液滴加到80~130℃的DOPO溶液中,回流反應(yīng)3~6h，即可合成得到目標(biāo)物DOPO-HAM，該阻燃劑具有熱穩(wěn)定性高、磷氮協(xié)同阻燃效果好的優(yōu)點(diǎn)，其即可用于環(huán)氧樹脂阻燃處理，也可用于棉織物阻燃整理方面。
【專利說明】—種DOPO衍生磷氮阻燃劑及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于含磷阻燃性化合物【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種含羥甲基的DOPO衍生磷氮阻燃劑及其制備方法，該阻燃劑具有優(yōu)良的阻燃性能，可以用于環(huán)氧樹脂和含棉織物的阻燃處理。
【背景技術(shù)】
[0002]有機(jī)磷阻燃劑是被公認(rèn)為可能替代鹵系阻燃劑的品種，其中DOPO (9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物)及其衍生物就屬于這一類新型環(huán)保阻燃劑(US3702878，1972 JP 4127590, 1978 JP 11124389, 1999;化工進(jìn)展，30 (30):573~577，2011 ;精細(xì)與專用化學(xué)品，15(6): 23~26，2007 ;化工新型材料，39 (8):7~9，2011)，由于分子的特殊結(jié)構(gòu)，使它不僅比一般未成環(huán)的有機(jī)磷酸酯熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好，還具有低含磷量、無鹵、低煙、無毒、不遷移和阻燃持久等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于環(huán)氧樹脂、聚酯、聚氨酯等多種高分子材料阻燃處理。同時(shí)，棉用耐久阻燃整理體系中大部分產(chǎn)品如Pyrovatex CP>Proban>THPC及Fyix)l-76等都是含有羥甲基結(jié)構(gòu)片段，其羥甲基結(jié)構(gòu)可與棉纖維表面的多微毛細(xì)結(jié)構(gòu)及其葡萄糖環(huán)的六位碳原子上的伯羥基反應(yīng)而交聯(lián)，使纖維素上連接阻燃片段，故本發(fā)明使用結(jié)構(gòu)拼接原理設(shè)計(jì)并合成了一種含N-羥甲基和DOPO片段的含磷氮阻燃劑，新DOPO衍生阻燃劑具有良好的磷氮協(xié)同阻燃效果以及高的熱穩(wěn)定性，可與其它DOPO類阻燃劑一樣用于諸如環(huán)氧樹脂等常規(guī)高分子材料的阻燃處理，更重要的是其還可用于棉織物阻燃整理方面，拓展了 DOPO應(yīng)用領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種DOPO衍生的磷氮阻燃劑及其制備方法和應(yīng)用，該阻燃劑與DOPO相比具有良好的磷氮協(xié)同阻燃效果以及更高的熱穩(wěn)定性，它可用于環(huán)氧樹脂等高分子材料的阻燃，尤其是其用于棉織物阻燃整理也表現(xiàn)出優(yōu)良的阻燃性能。
[0004]本發(fā)明所涉及的DOPO衍生的磷氮阻燃劑結(jié)構(gòu)中含N-羥甲基和DOPO片段，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如式I所示:
【權(quán)利要求】
1.一種DOPO衍生磷氮阻燃劑，其結(jié)構(gòu)如式I所示:
2.權(quán)利要求1所述DOPO衍生磷氮阻燃劑的合成方法，其特征在于:在溶劑回流共沸除水條件下，將^羥甲基丙烯酰胺溶液滴加到80~1301:的9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物溶液中，回流反應(yīng)3飛h，即得到目標(biāo)物DOPO衍生磷氮阻燃劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于:反應(yīng)溫度為11(T12(TC。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于:N-羥甲基丙烯酰胺與9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物的用量摩爾比為1:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的合成方法，其特征在于:N-羥甲基丙烯酰胺溶液為30-50%質(zhì)量百分比濃度的N-羥甲基丙烯酰胺的水溶液或乙醇溶液；9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物溶液的濃度為5~25g/100mL，其中溶劑為極性溶劑或非極性溶劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的合成方法，其特征在于:所述極性溶劑為二甲基亞砜或N，N二甲基甲酰胺；非極性溶劑為甲苯、氯苯或二甲苯；當(dāng)所述9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物溶液的溶劑為甲苯、氯苯或二甲苯溶液時(shí)，將9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物與溶劑甲苯、氯苯或二甲苯混合攪拌加熱至110°C ~115°C溶解得到濃度為l(T20g/100mL的所述溶液；當(dāng)所述9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物溶液的溶劑為二甲基亞砜或N，N 二甲基甲酰胺時(shí)，將9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物與溶劑二甲基亞砜或N，N 二甲基甲酰胺混合攪拌室溫溶解得到濃度為5~25g/100mL的所述溶液。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或`5所述的合成方法，其特征在于:所述9，10_二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物溶液為9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物的甲苯、氯苯或二甲苯溶液，將N-羥甲基丙烯酰胺的水溶液或乙醇溶液滴加到等摩爾比的所述9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物溶液中進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)溫度為IlO0C~115°C，反應(yīng)完冷卻至室溫結(jié)晶得到目標(biāo)物DOPO衍生磷氮阻燃劑固體產(chǎn)品。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5所述的合成方法，其特征在于:所述9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物溶液為9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物的二甲基亞砜或N，N 二甲基甲酰胺溶液極性溶劑；將30-50%的N-羥甲基丙烯酰胺的乙醇溶液滴加到等摩爾比的濃度為5~25g/100mL的所述9，10- 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物二甲基亞砜或N，N 二甲基甲酰胺溶液中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)溫度為120°C，利用乙醇與水共沸性質(zhì)除去反應(yīng)體系中的微量水，得到9，10- 二氫-9-氧雜-10-憐雜菲-10-氧化物衍生磷氮阻燃劑的二甲基亞砜或N，N 二甲基甲酰胺溶液。
9.權(quán)利要求1所述的DOPO衍生磷氮阻燃劑作為環(huán)氧樹脂材料阻燃添加劑的應(yīng)用。
10.權(quán)利要求1所述的DOPO衍生磷氮阻燃劑在棉織物阻燃整理中的應(yīng)用。
【文檔編號(hào)】C08K5/5313GK103881134SQ201410053560
【公開日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】李焰, 劉凡, 榮佳, 王健, 任君, 陳祖興 申請(qǐng)人:湖北大學(xué)