[发明专利]一种含磷、氮环氧树脂阻燃固化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固化剂及其制备方法，特别是涉及一种含磷、氮环氧树脂阻燃固化剂及其制备方法。

背景技术

环氧树脂是通用塑料中的一种，它广泛应用于浇筑、涂料、胶粘剂及各种复合材料中，表现出了优良的力学性能及电学性能，其较好的加工型和低收缩率更为其广泛应用提供了可能。但是由于其易燃性严重阻碍了其应用。因此，采取必要手段提高其阻燃性对拓宽其应用领域具有重要意义。

传统的阻燃方式主要为加入添加型阻燃剂。其中对于阻燃性能的提升表现最优的要数卤系阻燃剂。但由于研究的深入，发现其在燃烧过程中会释放出少量的二噁英或二苯并呋喃，这些燃烧产生的物质会对人的身体产生严重伤害，同时导致塑料制品无法回收或销毁，在造成极大浪费的同时带来严重的环境污染问题。因此，许多国家已经明令限制含卤阻燃剂的使用，寻找合适的高效无卤阻燃剂替代卤系阻燃剂势在必行。

近年来，我国出现许多环境问题，从保护环境的角度看来，无卤低毒的高效阻燃剂必定会成为将来的主流。

环氧树脂的阻燃剂的制备目的在于在提高阻燃性能的基础上最大限度地降低对基体力学性能的影响，以化学键形式接入到环氧树脂中的反应型阻燃固化剂被认为十分有希望达到这一目的，因此这项研究具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含磷、氮环氧树脂阻燃固化剂及其制备方法，本发明阻燃固化剂含有磷、氮两种阻燃元素，既可以参与环氧树脂的固化，同时，具有阻燃效率高和无卤、低烟、低毒等特点，符合当今人们保护生态环境的要求，这种阻燃固化剂在燃烧过程中大大减少了有毒气体和腐蚀性气体的产生。。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种含磷、氮环氧树脂阻燃固化剂及其制备方法，所述磷、氮环氧树脂阻燃固化剂制备原料包括三氯氧磷、乙二胺与对苯二胺，阻燃固化剂具有以下结构：

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一种含磷、氮环氧树脂阻燃固化剂制备方法，所述方法包括以下过程：该阻燃固化剂的制备方法为两个步骤进行，第一步，将三氯氧磷(POCl₃)和乙二胺在惰性气体导入下搅拌反应生成磷、氮中间体；第二步，将中间体与对苯二胺在惰性气体导入下搅拌反应，产物经过滤、洗涤、干燥处理，得浅灰色固体；

上述过程用化学反应式表示为：

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所述的一种含磷、氮环氧树脂阻燃固化剂制备方法，所述第一步合成磷、氮中间体中，POCl₃和二乙胺投料摩尔比为1:1到1.5:1，合成磷、氮中间体中，所用溶剂为二氯甲烷、苯中的一种，合成磷、氮中间体中，所用惰性气体为氮气、氩气或氦气中的一种，合成磷、氮中间体中，反应温度控制在0~20℃；

第一步合成磷、氮中间体中，反应时间为12~16h，合成磷、氮中间体中，以三乙胺或吡啶中的一种作为缚酸剂。

所述的一种含磷、氮环氧树脂阻燃固化剂制备方法，所述第二步合成磷、氮阻燃固化剂中，中间体和对苯二胺投料摩尔比为1:2到1:3，合成磷、氮阻燃固化剂中，所用惰性气体为氮气、氩气或氦气中的一种，合成磷、氮阻燃固化剂中，反应在氯仿、二氯甲烷中的任一种溶剂条件下进行，合成磷、氮阻燃固化剂中，反应温度为40~60℃，合成磷、氮阻燃固化剂中，反应时间为12~16h，合成磷、氮阻燃固化剂中，干燥温度为60~80℃。

本发明的优点与效果是：

1、本发明提供的一种含磷、氮环氧树脂阻燃固化剂，既可以作为一种环氧树脂的固化剂，又具阻燃效果，同时固化物的力学性能良好。

2、本发明提供的一种含磷、氮环氧树脂阻燃固化剂，具有低毒、高效环保的优点，有利于环境保护和我国的可持续发展。

3、本发明提供的制备方法简单，条件温和，易于控制，所得的产品纯度高，后处理方便。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

第一步：向装有回流冷凝管、温度计、N₂导入管和滴液漏斗的250ml三口瓶中加入三氯氧磷50.598g(0.33mol)，120ml二氯甲烷作为溶剂，再在滴液漏斗中加入二乙胺25.612g (0.35mol)和三乙胺33.393g(0.33mol)，通入N₂保护，在冰浴条件下3h滴加完毕，升温至20℃，保温反应12h。反应结束后得到淡黄色液浆，将液体进行过滤、旋蒸、减压蒸馏后得到无色透明液体，即为中间体。