[发明专利]具有自组装增强作用的POSS-DOPO-三嗪衍生物阻燃剂的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了具有自组装增强作用的POSS‑DOPO‑三嗪衍生物阻燃剂的制备方法及其应用，该阻燃剂的分子结构式如下：其中R为本发明在保证基体力学性能的基础上提高了环氧树脂基体的热稳定性和阻燃性，具有阻燃效果好、适用范围广等优点。

技术领域

本发明属于阻燃剂技术领域，具体涉及一种具有自组装增强作用的POSS-DOPO-三嗪衍生物阻燃剂的制备方法及其应用。

背景技术

环氧树脂有着良好的物理化学性能，耐热性能，抗溶剂性，优良的电绝缘性能和机械 性能，从而在电子仪表、胶黏剂、建筑等方面有着广泛应用。随着环氧树脂日益受到人们重视，对其安全性的要求也在逐渐提高。环氧树脂是三维立体网状结构，具有较高的内应力和表面能，且易燃，故在对其阻燃性改性的基础上还需要保证其机械性能等。

磷、氮、硅均是有效的阻燃元素。其中有机磷能够促进聚合物成炭，碳层在燃烧中可 以保护基体免受热量和氧气的侵蚀，从而提高阻燃性和热稳定性。9，10-二氢-9-氧杂 -10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)有着优良的阻燃性，它有着超热稳定的被苯环保护的 P-O-C键和O＝P-O基团，且DOPO价廉和防水，DOPO中的O-P-H键使得它有很高的反 应活性，从而可以合成一系列的衍生物来改性聚合物。

含氮基团能够释放不燃性气体，可以稀释氧气，在燃烧表面分解时吸收热量或者带走 热量降低热解温度，达到阻燃的效果。已有很多文献报道过三嗪为基的聚合物，因为其具 有高含氮量，有很好的成炭效果。三嗪结构不仅是阻燃的氮源，还可以通过提供坚硬的结 构提高热稳定性。孟凡一(一种三嗪系大分子无卤阻燃成炭剂化合物，CN106009037A)采用异氰尿酸三缩水甘油酯和醇胺反应制备得到三嗪系大分子阻燃成炭剂，具有成炭防滴落作用。

含硅化合物可以促进形成隔热性的保护炭，这种热稳定的碳层可以保护基体，减少可 燃性气体产物的产生。其中POSS是一种具有纳米结构，笼状的，具有高含量硅元素的三 维结构，有着优良的阻燃性且可以提高聚合物基体其他性能。戴李宗(一种含磷硅反应型 大分子阻燃剂及其制备方法与应用，中国专利，公开号CN104262538A)是将4-甲基丙烯酰胺基苯胺、含磷单体和甲基丙烯酰氧丙基七异丁基POSS通过自由基聚合的制备方法得到含磷硅反应型大分子阻燃剂，可在制备阻燃性环氧树脂中应用。

目前已有各种各样的磷系、氮系和硅系阻燃剂，但是每种元素的阻燃剂都有一些缺陷， 比如在聚合物中添加量大，相容性不好、降低基体的机械性能等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种具有自组装增强作用的POSS-DOPO- 三嗪衍生物阻燃剂。

本发明的另一目的在于提供上述具有自组装增强作用的POSS-DOPO-三嗪衍生物阻 燃剂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供一种基于上述POSS-DOPO-三嗪衍生物阻燃剂的阻燃性 环氧树脂的制备方法。

本发明的技术方案如下：

具有自组装增强作用的POSS-DOPO-三嗪衍生物阻燃剂，其分子结构式如下：

其中R为

R₁为

上述具有自组装增强作用的POSS-DOPO-三嗪衍生物阻燃剂具体合成步骤如下：