[发明专利]一种树枝形有机/无机杂化阻燃剂的制备方法

摘要

本发明涉及一种树枝形有机/无机杂化阻燃剂的制备方法，包括N-甲基咪唑季铵盐的制备、N-甲基咪唑季铵盐改性有机蒙脱土的制备、对偶氮苯酚有机蒙脱土的制备、树枝形对偶氮苯酚有机蒙脱土的制备、阻燃剂的制备五个步骤。与现有技术相比，本发明由于采用含有磷、氮的树枝形液晶高分子修饰，因此具有较高的热稳定性能，将其应用于橡胶工业和电缆行业中，可替代或部分替代传统的价格较高、环境不友好以及损害聚合物其它性能的阻燃和补强材料，还可提高橡胶材料的阻燃和力学等性能。

主权项

一种树枝形有机/无机杂化阻燃剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)N‑甲基咪唑季铵盐的制备：将对硝基苯胺、亚硝酸钠和蒸馏水按重量比为14‑18∶7.5‑9.5∶28‑56混合并慢慢倒入装有浓盐酸和碎冰的容器中，在0～10℃下搅拌反应10～30min，过滤除去不溶物，加入含有苯酚的乙醇溶液，用5wt％的氢氧化钠溶液调节pH值至8～9，在0～10℃继续搅拌反应1～2h，用稀盐酸调节体系pH值在6～7，加热过滤，水洗，干燥，粗产物用95％乙醇重结晶，真空干燥得到的紫红色晶体为对硝基偶氮苯酚；将对硝基偶氮苯酚、1，3‑二溴丙烷、无水碳酸钾、碘化钾按重量比为12‑14∶10‑12∶18‑20∶0.5‑1.5溶于丙酮中，加热回流反应18～24h，冷却至室温后倒入冰水中，过滤，干燥，得到的粗产物粗产物用乙醇反复冲洗除去未反应的1，3‑二溴丙烷，真空干燥后得黄色粉末为对硝基偶氮苯基(溴丙烷基)醚；对硝基偶氮苯基(溴丙烷基)醚和甲基咪唑按重量比为2‑4∶1‑2溶于丙酮中，在氮气保护下，搅拌回流反应24～36h，然后冷却至室温，用旋转蒸发仪减压除去丙酮得粗产物，再将粗产物溶于乙醇，加入沉淀剂正己烷进行重结晶，过滤真空干燥后得红棕色固体，即为N‑甲基咪唑季铵盐；(2)N‑甲基咪唑季铵盐改性有机蒙脱土的制备：将N‑甲基咪唑季铵盐和无机蒙脱土在氮气保护下，按重量比为20‑40∶60‑80混合并加入体积浓度为70～90％的乙醇水溶液中，加热至90～100℃，保温搅拌2～4h，收集其中的固体，即为N‑甲基咪唑季铵盐改性有机蒙脱土；(3)对偶氮苯酚有机蒙脱土的制备：将氢氧化钾、4‑硝基酚、N‑甲基咪唑季铵盐改性有机蒙脱土和水按重量比为50‑70∶10‑20∶10‑30∶10‑20搅拌混合均匀，先在150～170℃温度下反应2～4h，然后温度逐步升到200～220℃，在此温度下再反应2～4h，反应结束后，加水并用盐酸调pH值到6～8，过滤得到粗产物，然后用体积比为1/1的乙醇/水重结晶，得到对偶氮苯酚改性有机蒙脱土；(4)树枝形对偶氮苯酚有机蒙脱土的制备：将2，4‑二硝基苯酚缓慢滴入分散在丙酮中的对偶氮苯酚有机蒙脱土中，2，4‑二硝基苯酚与对偶氮苯酚有机蒙脱土的重量比为80‑100∶100‑120，在氮气保护下，于70～90℃搅拌5～8h，抽真空以除去未反应的单体，得到树枝形对偶氮苯酚有机蒙脱土；(5)阻燃剂的制备：将树枝形对偶氮苯酚有机蒙脱土和9，10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物按重量比为5‑15∶30‑50混合，在氮气保护下，于80～100℃搅拌1～2h，产物离心沉淀，于60～80℃真空干燥2～4h，制备得到阻燃剂。