[发明专利]一种含杯芳烃模块和环状磷酸酯阻燃剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种含杯芳烃模块和环状磷酸酯阻燃剂，属于阻燃剂技术领域。本发明中，杯芳烃模块和环状磷酸酯具有较高的热稳定性，能够提高高聚物材料的阻燃性能。实施例的数据表明，本发明提供的含杯芳烃模块和环状磷酸酯阻燃剂具有较高的阻燃效率，在高聚物中使用时，使用30wt％的该阻燃剂，就能使聚丙烯的极限氧指数(LOI)由19提升到31.5。

技术领域

本发明涉及阻燃剂技术领域，尤其涉及一种含杯芳烃模块和环状磷酸酯阻燃剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着技术的改进，高聚物材料因优异的性能、低廉的成本而广泛应用于工业和生活各个领域。从衣食所需的塑料用品、到住行所需的交通、建筑行业，再到关乎国防力量的航空、军事领域，聚合物无处不在。但大部分高聚物材料极易燃烧，给人类的财产和生命健康造成了不可估量的损失，因此提升高聚物的阻燃性能迫在眉睫。

磷系阻燃剂阻燃效率高，单位含磷量的阻燃体系的阻燃性能要优于其它许多阻燃剂。磷系阻燃剂可根据结构中磷元素的形态进一步分为有机磷系阻燃剂与无机磷系阻燃剂。无机磷系阻燃剂包括赤磷、磷酸一铵和缩聚磷酸铵等，有机磷系阻燃剂有膦酸酯、氧化膦、磷酸脂、次膦酸盐和DOPO及其衍生物等。有机磷系中，磷酸酯化合物通常为小分子液体形态，由于其具有低黏度、相容性好、价格较低等特点，具有较好的应用前景。现有技术中没有关于含杯芳烃模块磷系阻燃剂的相关记载。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种含杯芳烃模块和环状磷酸酯阻燃剂及其制备方法和应用。本发明提供的含杯芳烃模块和环状磷酸酯阻燃剂具有较高的阻燃效率。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种含杯芳烃模块和环状磷酸酯阻燃剂，具有式I所示结构：

式I中Z为-CH₃或-CH₂Br；式I中曲线为-NH-或-CH₂O-。

本发明还提供了上述技术方案所述含杯芳烃模块和环状磷酸酯阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：

在惰性气体中，将具有式R1所示结构的含杯芳烃模块的化合物、具有式R2所示结构的环状磷酸酯、催化剂和有机溶剂在冰水浴中进行脱氯反应，得到具有式I所示结构的含杯芳烃模块和环状磷酸酯阻燃剂；

式R1中X为-NH₂或-CH₂OH；式R2中Z为-CH₃或-CH₂Br。

优选地，所述具有式R1所示结构的含杯芳烃模块的化合物与具有式R2所示结构的环状磷酸酯的摩尔比为1:4。

优选地，所述催化剂的质量为具有式R1所示结构的含杯芳烃模块的化合物与具有式R2所示结构的环状磷酸酯的总质量的0.1～5％。

优选地，所述催化剂为三乙胺和/或吡啶。

优选地，所述有机溶剂包括四氢呋喃、二氯甲烷和氯仿中的一种或几种的混合物。

优选地，所述冰水浴的温度为-5～5℃。

优选地，所述脱氯反应后还包括：将脱氯反应液依次进行加热、洗涤、干燥和除去有机溶剂。

优选地，所述加热的温度为40～100℃，所述加热的时间为8～12h。

本发明还提供了上述技术方案所述含杯芳烃模块和环状磷酸酯阻燃剂或上述技术方案所述制备方法制得的含杯芳烃模块和环状磷酸酯阻燃剂在阻燃领域中的应用。