磷氮膨胀型阻燃剂及其制备方法和用途.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CN107501493A(43)申请公布日2017.12.22(21)申请号201710682017.3(22)申请日2017.08.10(71)申请人长春工业大学地址130012吉林省长春市延安大街2055号(72)发明人任亮李中诚张明耀韩业邵珠宝(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人郭国中(51)Int.Cl.C08G12/40(2006.01)C08G12/06(2006.01)C08L77/02(2006.01)C08L61/32(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称磷氮膨胀型阻燃剂及其制备方法和用途(57)摘要本发明公开了一种高效磷氮膨胀型阻燃剂的制备及其在聚己内酰胺中的应用，其方法是通过对苯二甲醛与4,4’-二氨基二苯甲烷(DDM)进行缩合反应，然后再与DOPO进行加成反应，得到固体含氮磷的阻燃剂分子。再将所得到的阻燃剂与聚己内酰胺树脂混合均匀，在220～260℃下进行熔融共混，得到无卤阻燃聚己内酰胺材料。本方法通过一步法合成不需要分离中间产物，合成工艺简单，后处理简便，高效，安全环保，便于工业化批量生产，该阻燃剂属于聚合物型阻燃剂且含有碳源、酸源、氮源，不含有卤素，无毒无污染绿色环保，在添加量为15％的时候使聚己内酰胺达到UL94V-0级，700℃时残留质量分数为37.8％。CN107501493ACN107501493A权利要求书1/2页1.一种磷氮膨胀型阻燃剂，其特征在于，结构如式I所示：其中，n为1～1000的整数。2.一种如权利要求1所述的磷氮膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将对苯二甲醛与4,4’-二氨基二苯甲烷在惰性气氛中，进行回流反应后冷却至室温，加入9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物，反应1h后，进行回流反应，得到所述磷氮膨胀型阻燃剂，反应路线如下：3.如权利要求2所述的磷氮膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述对苯二甲醛、4,4’-二氨基二苯甲烷与9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物的摩尔比为1:(1～1.2):2。4.如权利要求2所述的磷氮膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述惰性气氛为氮气、氦气或氩气。5.一种如权利要求1所述的磷氮膨胀型阻燃剂在聚己内酰胺中的用途。6.一种阻燃型聚己内酰胺的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将权利要求1制备的席夫碱式磷氮膨胀型阻燃剂与聚己内酰胺混匀，进行熔融共混、注带、冷却、切粒，得到所述阻燃型聚己内酰胺。7.如权利要求6中所述的阻燃型聚己内酰胺的制备方法，其特征在于，所述熔融共混的温度为220～260℃。8.如权利要求6所述的阻燃型聚己内酰胺的制备方法，其特征在于，所述磷氮膨胀型阻2CN107501493A权利要求书2/2页燃剂与聚己内酰胺的重量百分数分别为10～30％和70～90％。3CN107501493A说明书1/4页磷氮膨胀型阻燃剂及其制备方法和用途技术领域[0001]本发明涉及一种磷氮膨胀型阻燃剂及其制备方法和用途，属于阻燃材料技术领域。背景技术[0002]目前，随着科学技术的进步以及人们对高分子材料的广泛使用使得人们对阻燃材料的要求也逐渐提高，尤其是在2006年7月1日起欧盟ROHS出于环保健康原因，明令禁止含有因燃烧产生二噁英的聚溴二苯醚和聚溴联苯的电子电气产品的销售，从而致使这类含卤阻燃材料的应用受到了极大限制，其产品正逐渐失去市场竞争力。[0003]尼龙是被最早也是最广泛应用的工程塑料之一，聚己内酰胺更是尼龙材料中使用最广泛的材料，因此制备高效、无毒、环保型的阻燃聚己内酰胺材料尤为重要。[0004]如今，磷氮阻燃剂的合成已经成为了人们研究的重要课题，但是大多数的磷氮阻燃剂分子量低，热稳定性能差与聚合物的相容性不好，在加工的过程中容易析出和分解，所以为了得到性能更好的聚己内酰胺材料，合成大分子型的阻燃剂也是一种很好的解决办法。[0005]含9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)基团化合物作为阻燃材料，在聚己内酰胺树脂无卤阻燃改性方面具有广泛的应用前景，是近年无卤阻燃领域的研究热点。发明内容[0006]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种磷氮膨胀型阻燃剂及其制备方法和用途。[0007]本发明是通过以下技术方案实现的：[0008]第一方面，本发明提供了一种磷氮膨胀型阻燃剂，其结构如式I所示：[0009][0010]其中，n为1～1000的整数。[0011]第二方面，本发明提供了一种如前述的磷氮膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：[0012]将对苯二甲醛与4,4’-二氨基二苯甲烷在惰性气氛中，进行回流反应后冷却至室4CN1