[发明专利]一种含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO-ACF及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO‑ACF及其制备方法，所述制备方法包括以下步骤：以9,10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物和乙酰基二茂铁为原料，梯度升温进行反应，反应结束后，加入甲苯溶解未反应的原料后趁热过滤，用乙醇二次洗涤后即得到目标产物DOPO‑ACF；本发明所得含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO‑ACF热稳定好，阻燃效率高，可作为添加型阻燃剂，用于对阻燃剂耐热性要求较高的尼龙等工程塑料的无卤阻燃。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO-ACF及其制备方法。

背景技术

传统的卤系阻燃剂由于阻燃效率高、适用面广、性价比优势明显而得到广泛应用，然而多数含卤阻燃材料燃烧时存在多烟、有毒或腐蚀性气体放出等二次危害，对人身安全构成了严重威胁，因此欧盟已对卤系阻燃剂的应用做出了明确限制。因此，聚合物材料的阻燃成为一个亟待解决的热点问题，而磷系阻燃剂以其高效、低毒、环保等优点，得到了国内外众多学者的广泛研究。

除了磷、溴等非金属元素，许多金属元素因为其特殊的性质越来越多地被用于阻燃中。例如二茂铁类阻燃剂使用时可以起到抑烟和促进成炭的作用。9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）是一种具有高反应活性和高效气相阻燃作用的阻燃剂，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及其衍生物可作为反应型和添加型阻燃剂，合成的阻燃剂无卤、无烟、无毒，不迁移，阻燃性能持久，可用于线性聚酯、聚酰胺、环氧树脂、聚氨酯等多种高分子材料的阻燃之中。然而DOPO热稳定性差，在180℃即开始分解，不能满足多数聚合物材料的加工温度，使用受到限制。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO-ACF及其制备方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO-ACF的制备方法，所述DOPO-ACF分子结构式如下所示：

；

所述含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO-ACF的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤（1）：将乙酰基二茂铁与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）加入到接有冷凝管和干燥管的反应器中，在110℃-190℃下梯度升温进行反应；

步骤（2）：在步骤（2）的反应器中加入20-50mL甲苯，回流5min-20min，体系温度降到80℃后，超声5min-15min，趁热过滤，用10-50mL乙醇洗涤滤饼，真空干燥，得到粗产物；

步骤（3）：将步骤（2）所得粗产物研磨后加入20-50mL乙醇，在85℃下回流后，在冰水中冷却，过滤干燥得到含铁磷杂菲类阻燃剂DOPO-ACF，其反应式如下所示：

进一步地，步骤（1）中所述乙酰基二茂铁与所述9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）的摩尔比为1：4.5-5.5。

进一步地，步骤（1）中所述的冷凝管的下口处应塞有棉花。

进一步地，步骤（1）中所述梯度升温的步骤为先升温至110-150℃使原料熔融，再在5min-10min内升温至170℃-190℃。

进一步地，步骤（1）中所述梯度升温反应时间为10min-30min，在反应体系内完全变成固体后即可停止加热、加入甲苯。

进一步地，步骤（2）中所述真空干燥温度为30℃。

进一步地，步骤（2）中所述乙醇的添加量为20-50mL。

进一步地，步骤（3）中所述回流时间为20min-40min。