[发明专利]一种磷氮协同聚酯阻燃剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃剂，尤其是涉及一种磷氮协同聚酯阻燃剂(DDMDOPO)及其制备方法。

背景技术

高分子材料已经成为国民经济建设与人民日常生活所必不可少的重要材料，但目前通用 高分子存在机械强度与刚性差、耐热性低等缺点。现代工程技术的发展，则向高分子材料提 出了更高的要求，而通过阻燃改性可以将高分子材料引入到更多应用场合，是高分子材料高 性能化的重要一环。

为提高材料的阻燃性能，目前比较容易产业化的阻燃手段是往各类高分子材料基体中添 加阻燃剂，通过化学反应键接或者物理熔融共混达到微观相均匀。传统添加型卤素阻燃剂在 燃烧时生成较多的烟和释放有刺激性和腐蚀性气体，在火灾现场容易释放有害气体。欧盟已 于2006年禁止使用卤素阻燃剂。建立新型高效、无卤、无毒的阻燃体系已成为阻燃科学研究 的新方向。

有些高分子材料如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等， 它们加工温度相对较高，对阻燃剂的热稳定性能要求较高，需要添加型阻燃剂在保持阻燃效 率的同时在较高的加工温度下不会产生降解。中国专利CN104403128A公布了一种环磷腈衍生 物阻燃剂。该阻燃剂由六氯环三磷腈、对羟基苯甲醛、对氨基苯酚和膦杂菲氧化物制成，该 阻燃剂具有环磷腈、磷杂菲的分子结构，热稳定性好，同时磷氮协同作用有较高的阻燃效率， 但是该阻燃剂制备过程复杂，需要分步反应。中国专利CN201510736171.5公开一种阻燃剂， 以磷酸酯酰胺和聚合度≥5的芳香族多聚磷酸酯中共混结晶得到的混合固体经过微粉化处理 后得到，该阻燃剂具有较好的阻燃效果，溶液分散后可用于纤维的阻燃，但是该类阻燃剂的 原料芳香族磷酸酯酰胺类化合物成本高，生产工艺复杂，有一定的应用限制。中国专利 CN201510736171.5公开了一种反应型聚酯阻燃剂，该阻燃剂是以顺丁烯二酸酐、二羟基氟硅 氧烷、乙二醇、DOPO为原料，在高温高压下得到。该阻燃剂具有硅氧烷的结构，热稳定性 和阻燃性能都较好，但是反应条件需要高温高压，条件控制较复杂。

发明内容

本发明的目的旨在提供制备简单，热稳定高、具有磷氮协同阻燃作用，可用于PET、PBT 聚酯阻燃加工、环氧树脂的阻燃改性的一种磷氮协同聚酯阻燃剂及其制备方法。

所述磷氮协同聚酯阻燃剂(DDMDOPO)的化学结构式如下：

所述磷氮协同聚酯阻燃剂(DDMDOPO)的制备方法的具体步骤如下：

在冰浴的条件下，在装有机械搅拌装置的容器中依次加入4,4-二氨基二苯甲烷(DDM)、 9,10-二氢-9氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物(DOPO)和溶剂，搅拌20min使体系混合均匀，向反应 体系中加入四氯化碳和缚酸剂，再撤去冰浴，继续反应后过滤，萃洗，浓缩，用沉淀剂沉淀 即得白色固体磷氮协同聚酯阻燃剂(DDMDOPO)。

所述4,4-二氨基二苯甲烷(DDM)、9,10-二氢-9氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物(DOPO)、 四氯化碳、缚酸剂的摩尔比可为1∶(1.8～2.3)∶(2.0～3.5)∶(2.1～2.9)；所述溶剂可 选自二氯甲烷、甲苯、四氢呋喃、乙醚、氯仿等中的一种；所述冰浴的反应温度可为-10～10 ℃；所述缚酸剂可选自三乙胺、无水碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠等中的一种；所 述继续反应的时间可为2～24h；所述沉淀剂可选自乙醚、乙酸乙酯、甲醇等中的至少一种； 所述萃洗可采用水萃洗。

与现有技术相比本发明具有以下特点：

1)本发明反应原料普通易得，反应条件温和，可以一步反应得到，后处理过程简单，反 应过程不需要加热，具有产业化潜力。

2)本发明所合成的磷氮协同聚酯阻燃剂(DDMDOPO)具有磷杂菲和二苯基甲烷的结构， 起始降解温度在280℃以上，可用于加工温度较高的聚酯材料的阻燃改性。

3)不含卤素，符合阻燃剂环保化趋势，分子结构中同时含有阻燃元素磷、氮，具有协同 作用，阻燃效率高。

附图说明

图1为磷氮协同聚酯阻燃剂(DDMDOPO)的¹HNMR核磁谱图。

图2为磷氮协同聚酯阻燃剂(DDMDOPO)的³¹PNMR核磁谱图。

图3为磷氮协同聚酯阻燃剂(DDMDOPO)的TGA曲线。

具体实施方式