[发明专利]一种含三嗪环的膨胀型阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含三嗪环的膨胀型阻燃剂及其制备方法，将溶剂、三聚氯氰混合得到混合液A；将季戊四醇磷酸酯、缚酸剂溶于溶剂中制得混合液B，向混合液A中缓慢滴加混合液B，滴加时间0.1～1h，滴加完后在‑10～20℃的温度下反应2～4h得到含中间体Ⅰ的反应液；向含中间体Ⅰ的反应液中加入季戊四醇磷酸酯或9,10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物后，先在40～60℃的温度条件下反应6～10h，再在80～100℃的温度条件下反应8～12h，后处理得到式Ⅰ所示含三嗪环的膨胀型阻燃剂。本发明所述含三嗪环的膨胀型阻燃剂具有热稳定性好，阻燃效率高的特点；同时具有生产工艺简单、绿色环保的特点。

技术领域

本发明属于阻燃材料技术领域，具体涉及一种含三嗪环的膨胀型阻燃剂及其制备方法。

背景技术

三嗪环中含有大量的氮元素以及叔氮结构，并且六元环共轭体系赋予其特殊的稳定性，因而其不仅可以作为一种炭源，而且兼有气源的功能。三嗪化合物的三个C-Cl较为活泼，在不同的温度下可以被逐步取代，因而可以通过分子设计构成种类繁多的化合物。

季戊四醇磷酸酯(PEPA)化学名为：1-氧代-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷，其分子呈高度对称的笼形结构，已经证明笼状双环磷酸盐及其衍生物可以作为有效的膨胀型阻燃剂使用，成炭性好，热稳定性优异，兼具丰富的炭源和酸源，笼状磷酸酯化合物的合成及其在阻燃材料中的应用受到广泛关注。

9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)是有机磷系阻燃剂的重要组成部分，其结构中含有P-H键，对烯烃、环氧键和羰基极具活性，可反应生成许多衍生物。DOPO及其衍生物由于分子结构中含有联苯环和菲环结构，特别是侧磷基团以环状O＝P-O键的方式引入，比一般的、未成环的有机磷酸酯热稳定性和化学稳定性高，阻燃性能更好。但是，DOPO自身的热分解温度很低，不足200℃，通常需要以反应型阻燃剂或者与其它阻燃剂复配使用。

发明内容

本发明目的在于针对三嗪环上氯原子逐级取代的特性，解决现有技术中DOPO衍生物阻燃剂阻燃效果不够好以及制备工艺复杂、污染大的问题，开发一种自身具有协同阻燃效应的膨胀型阻燃剂及其制备方法，所得产品具有热稳定性好阻燃效率高的特点，同时生产工艺简单、绿色环保。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种含三嗪环的膨胀型阻燃剂，具有以下式Ⅰ或式Ⅱ的结构式：

其中，R选自于

其中，-X-为-NH(CH₂)m-NH-、-NH(CH₂CH₂NH)n-、-NH(CH₂CH₂CH₂NH)q-、m为大于等于0的整数，n和q为大于等于1的整数。

上述含三嗪环的膨胀型阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将溶剂、三聚氯氰混合得到混合液A；将季戊四醇磷酸酯、缚酸剂溶于溶剂中制得混合液B，向混合液A中缓慢滴加混合液B，滴加时间0.1～1h，滴加完后在-10～20℃的温度下反应2～4h得到含中间体Ⅰ的反应液；以三乙胺作为缚酸剂为例，反应式如下：

(2)向含中间体Ⅰ的反应液中加入季戊四醇磷酸酯或9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物后，先在40～60℃的温度条件下反应6～10h，再在80～100℃的温度条件下反应8～12h，后处理得到式Ⅰ所示含三嗪环的膨胀型阻燃剂。反应式如下：