一种含氮超支化阻燃剂及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107722293A(43)申请公布日2018.02.23(21)申请号201711105171.0(22)申请日2017.11.10(71)申请人中国人民武装警察部队学院地址065000河北省廊坊市西昌路220号(72)发明人钱小东王会娅卢林刚邵高耸冯海生(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569代理人刘奇(51)Int.Cl.C08G83/00(2006.01)C08L63/00(2006.01)C08L87/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种含氮超支化阻燃剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种含氮超支化阻燃剂，属于阻燃剂制备领域。本发明提供的含氮超支化阻燃剂与现有的添加型阻燃剂相比，克服了添加型阻燃剂与基体相容性差、使用过程流失和耐水性差等缺点，与树脂基体具有更好的相容性，超支化阻燃剂含氮量高特性使其可作为膨胀型阻燃剂良好的气源，在阻燃高聚物时，使用少量的含氮超支化阻燃剂与含磷阻燃剂复配，能使高聚物形成膨胀型阻燃体系而达到较高的阻燃效果。实施例的数据表明，本发明提供的含氮超支化阻燃剂具有较高的阻燃效率，在高聚物中使用时，5wt％的该阻燃剂与APP复配时，就能使环氧树脂的极限氧指数(LOI)由21提升到34，防火等级UL94达到V0。CN107722293ACN107722293A权利要求书1/1页1.一种含氮超支化阻燃剂，具有式I所示结构：式I中Y为-NH-或-N-，R为哌嗪环或含有1～30个碳原子的支链亚烷烃基、芳基、多环芳烃基，是超支化结构的延伸。2.权利要求1所述的含氮超支化阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：在惰性气体中，将异氰尿酸三缩水甘油酯、二胺化合物、催化剂以及极性有机溶剂混合，进行开环反应，得到具有式I所示结构的含氮超支化阻燃剂；所述二胺化合物包括哌嗪、乙二胺、羟乙基乙二胺、3,3-二氨基二苯砜、二乙基甲苯二胺、2,6-甲苯二胺、N-氨基乙基哌嗪、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、二氨基二苯甲烷、二氨二苯砜的一种或几种的混合物。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂为N,N-二甲基环己胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、N,N,N',N'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺、N,N-二甲基苄胺、N-乙基吗啉、N,N’-二乙基哌嗪、N,N’-二甲基吡啶或吡啶。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述极性有机溶剂为乙氰、二氯乙烷、氯仿、二甲基甲酰胺或二甲基亚砜。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述异氰尿酸三缩水甘油酯与二胺化合物的摩尔比为3:1～2:1。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述开环反应的温度为80℃～150℃，所述开环反应的时间为8～12h。7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气、氩气或氦气。8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述开环反应完成后还包括：将得到的开环反应产物与水进行沉淀后依次经固液分离、水洗和干燥。9.权利要求1所述的含氮超支化阻燃剂或权利要求2～8任意一项所述制备方法制得的含氮超支化阻燃剂在阻燃领域中的应用。2CN107722293A说明书1/6页一种含氮超支化阻燃剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及阻燃剂技术领域，尤其涉及一种含氮超支化阻燃剂及其制备方法和应用。背景技术[0002]膨胀型阻燃剂(IFR)是近年来被广泛应用的一种环保型绿色阻燃剂，IFR不仅可以克服卤系阻燃剂燃烧过程中有毒有害气体释放的问题，而且可以克服无机阻燃剂添加量过大对阻燃材料的机械性能和加工性能带来不良影响的问题。膨胀型阻燃剂中高聚物材料在燃烧时表面会生成炭质泡沫层，起到隔热、隔氧、防滴作用。膨胀型阻燃剂包括三个阻燃要素：酸源，炭源和气源。酸源是无机酸或燃烧中能原位生成路易斯酸的化合物，如硼酸、磷酸和磷酸酯等；炭源是形成泡沫炭化层的基础，主要是一些含碳量高的多羟基化合物，如淀粉、季戊四醇、糊精、蔗糖和乙二醇等；气源也叫发泡源，是含氮化合物，如尿素、三聚氰胺、聚酰胺，但气源单独使用的阻燃效率较低。[0003]异氰尿酸三缩水甘油酯(TGIC)是一种杂环多环氧化合物，具有很好的耐热、耐侯性、粘接性以及优异的高温性能。TGIC主要用于含羧基聚酯、羧基丙烯酸树脂粉末涂料的固化剂，并且高纯度的TGIC通常用于制造粘合剂，电绝缘层压板，塑料稳定剂等。由于TGIC含氮量高且具有特征的环氧基团，TGIC被广泛应用于制备膨胀型阻燃剂中含氮化合物的前驱体。[0004]超支化聚合物是一种具有高度三维结构和高度枝化的大分子，现有技术中的超支化聚合物膨胀型阻燃剂存在含氮量低和阻燃效率低的问题。发明内容[0005]有鉴于此