[发明专利]星型硼磷腈衍生物膨胀型阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明公开了星型硼磷腈衍生物膨胀型阻燃剂及其制备方法。本发明星型硼磷腈衍生物是六(4‑硼酸‑苯氧基)‑环磷腈。制备时，先将六氯环三磷腈加入到的无水四氢呋喃溶液中，在氮气氛围下搅拌，滴加到对溴苯酚和氢氧化钠的无水四氢呋喃溶液中，在氮气气氛下回流，过滤，蒸除四氢呋喃，冲洗，用硅胶色谱柱进行分离，得到中间产物1；将中间产物1溶于新蒸的THF中，加入硼酸三异丙酯，在‑70℃‑‑78℃氮气氛围下逐滴的加入丁基锂，反应1‑2h，随后逐渐升温至室温，过夜反应；过滤，蒸除THF，得中间产物2；冲洗液用色谱柱进行分离，得到目标产物。发明所得产物可做为优良的有机阻燃剂。

技术领域

本发明涉及有机高分子材料的阻燃技术领域，具体涉及星型硼磷腈衍生物膨胀型阻燃剂及其制备方法。

背景技术

高分子材料种类繁多，且具有许多优异的性能，使得高分子材料在国民经济和人民生活中获得了广泛的应用。然而大部分的高分子材料都有易燃性，高分子材料的燃烧会严重威胁人的财产和生命安全，这阻碍了高分子材料在一些领域的进一步发展，阻燃剂的发展可以很好的减少此类危害。

阻燃剂按属性可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂，无机阻燃剂具有低烟、低毒、无卤、稳定性好、价格低廉等优点，但也存在添加量大、与材料相容性差、会降低材料性能等缺点。有机阻燃剂种类繁多。目前应用广泛的是传统有机磷系和有机卤系阻燃剂，它们具有良好的阻燃性能，但自身存在毒性以及加工和燃烧过程中会产生有毒气体等。例如，有机卤素阻燃剂在材料的加工和燃烧过程中，会释放有毒性和腐蚀性的卤化氢气体等，易产生二次污染，对环境造成影响；有机磷阻燃剂自身具有较大的毒性，还具有较大的臭味。所以合成毒性低，阻燃性能优异的新型有机阻燃剂势在必行。随着各国的新环保法规的不断出台，具有无毒或低毒、抑烟或低烟性能的新型绿色环保有机阻燃剂是21世纪有机阻燃剂发展的必然趋势。

中国发明专利申请201610586811.3公开了基于星型三嗪衍生物的膨胀型阻燃剂及其制备方法。该基于星型三嗪衍生物的名称为2,4,6-三-{2-([1,3,2]二氧硼戊环-2-氧代)-乙氧基}-1,3,5-三嗪，用作膨胀型阻燃剂；制备时，将甲苯和乙二醇混合，并升温至40-60℃，加入硼酸，升温，搅拌至硼酸完全溶解；搅拌回流至分水器内水分不再增加，保持该温度继续反应2-5h；将反应液减压蒸馏除去甲苯，真空干燥，得中间产物；将中间产物溶入四氢呋喃溶液中；在氮气保护下，将三聚氯氰溶于四氢呋喃溶液中，然后加入氢氧化钠；分次加入溶有中间产物的四氢呋喃溶液，提纯得到星型三嗪衍生物。该发明所得到的产物可做为优良的环保型有机阻燃剂。但现有技术201610586811.3中所提出的膨胀型阻燃剂的分子结构中含有硼酸酯基团，含有硼酸酯官能团的化合物其阻燃性较含硼酸官能团的化合物的阻燃性低。另外，技术201610586811.3中所提出的膨胀型阻燃剂的分子结构中只含有硼、氮两种阻燃元素，其阻燃效果有待进一步提升。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种常温下有不易水解，稳定性高，阻燃效果好，毒性小、发烟量小的星型硼磷腈衍生物膨胀型阻燃剂及其制备方法。

硼元素、磷元素和氮元素都属阻燃元素，分子结构中含有磷的有机磷阻燃剂虽然具有良好的阻燃性能，但其有一定的毒性。而有机分子结构中仅含有一种阻燃元素氮的有机氮阻燃剂虽然无毒，但它的阻燃性能相对较弱。只含有阻燃元素硼的有机硼阻燃剂，其阻燃性能仍然不够高。如果阻燃剂的分子结构中同时含有硼、氮、磷阻燃元素，那么该阻燃剂有可能一方面综合了阻燃元素各自的阻燃性能，另一方面又提高了有机氮的阻燃性能。