一种含氧化膦超支化膨胀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CN107629248A(43)申请公布日2018.01.26(21)申请号201711112251.9C09D7/63(2018.01)(22)申请日2017.11.13C07F9/6574(2006.01)C07D251/54(2006.01)(71)申请人中国科学技术大学地址230026安徽省合肥市包河区金寨路96号(72)发明人马超胡伟兆汪碧波阚永春胡源宋磊(74)专利代理机构安徽省合肥新安专利代理有限责任公司34101代理人乔恒婷(51)Int.Cl.C08K5/53(2006.01)C09D125/14(2006.01)C09D5/18(2006.01)C09D7/61(2018.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种含氧化膦超支化膨胀阻燃剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种含氧化膦超支化膨胀阻燃剂及其制备方法和应用，其中含氧化膦超支化膨胀阻燃剂的结构通式为：其中R为甲基、乙基或苯基。本发明含氧化膦超支化膨胀阻燃剂无卤无毒、磷含量高、阻燃效果好，并且与聚合物基体相容性好。CN107629248ACN107629248A权利要求书1/1页1.一种含氧化膦超支化膨胀阻燃剂，其特征在于其结构通式为：其中R为甲基、乙基或苯基。2.一种权利要求1所述的含氧化膦超支化膨胀阻燃剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：向反应器中加入磷酰氯，加热至70-100℃，然后滴加三羟甲基氧化膦，使用碱溶液吸收释放的氯化氢气体；滴完后继续反应1-3小时，减压蒸去未反应的磷酰氯，接着加入少量水于60-100℃水解反应1-3小时；水解完成后，减压蒸去水和氯化氢，得到中间产物；步骤2：将三聚氰胺溶于70-100℃的水中，向其中滴加中间产物的水溶液，滴完后继续反应1-3小时；反应结束后降温，抽滤固体，水洗并干燥后得到含氧化膦超支化膨胀阻燃剂。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述磷酰氯选自三氯氧磷、二氯磷酸甲酯、二氯磷酸乙酯或二氯磷酸苯酯。4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述磷酰氯和三羟甲基氧化膦的摩尔比为3:1-1:3。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，水解反应过程的加水量不小于完全水解起始磷酰氯所需的水量。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，水解反应过程中加水的摩尔量与P-Cl键摩尔比为1:1。7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤2中，三聚氰胺与中间产物的酸含量的摩尔比为1:1。8.一种权利要求1所述的含氧化膦超支化膨胀阻燃剂的应用，其特征在于：将所述含氧化膦超支化膨胀阻燃剂作为阻燃剂单独添加到聚合物基体中，或者与其他通用阻燃剂复配使用，或者作为木材防火涂料中的膨胀阻燃剂组份。2CN107629248A说明书1/4页一种含氧化膦超支化膨胀阻燃剂及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及一种含氧化膦超支化膨胀阻燃剂及其制备方法和应用，属于膨胀阻燃剂制备和应用技术领域。背景技术[0002]聚合物材料成本低、质量轻、易成型、绝缘性好，因而广泛应用于生产生活的各个方面。然而大多数聚合物材料含有大量的碳和氢元素，使得它们成为易燃材料，这大大增加了火灾发生的危险。因此，我们必须对聚合物材料进行阻燃处理。天然的木材来源广泛，性能优异，它们同样有着易燃的问题，需要对它们进行阻燃处理。[0003]膨胀阻燃剂在受热时能形成膨胀的多孔泡沫状碳层，这种碳质泡沫层可以将裂解气体和热氧隔绝开来，并且减慢可燃性气体的释放，保护内部基体，从而使得燃烧过程终止。膨胀阻燃剂不含卤素，阻燃效果好，而且还具有抑烟和抗滴的作用，对于长时间或重复暴露于火焰的情况有很好的效果。[0004]单组分膨胀阻燃剂是集酸源、碳源和气源于同一分子中的膨胀阻燃剂，它们往往同时含有P、C和N元素。单组份膨胀阻燃剂具有良好的分子内协同作用，较好的阻燃效果。然而已有的三聚氰胺类单组分膨胀阻燃剂磷含量和阻燃效率仍不够高，并且阻燃剂和基体相容性差。[0005][0006]现有的三聚氰胺类单分子膨胀阻燃剂的结构式发明内容[0007]本发明的目的是提供一种含氧化膦超支化膨胀阻燃剂及其制备方法和应用，所要解决的技术问题是通过分子设计筛选获得膨胀阻燃剂，使其具有较高的阻燃效率、优异的阻燃效果并且与聚合物基体之间具有良好的相容性。[0008]本发明含氧化膦超支化膨胀阻燃剂，其结构式为：3CN107629248A说明书2/4页[0009][0010]其中R为甲基、乙基或苯基。[0011]本发明含氧化膦超支化膨胀阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：[0012]步骤1：向反应器中加入磷酰氯，加热至70-100℃，然后滴加三