專利名稱：一種含磷、氮膨脹型阻燃劑的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于含磷膨脹型阻燃劑及其制備方法的技術(shù)領(lǐng)域。具體來(lái)講，本發(fā)明涉及一種含磷、氮膨脹型阻燃劑的合成方法。
背景技術(shù)：
單組分膨脹型阻燃劑將含有酸源、碳源和氣源等官能團(tuán)的化合物以化學(xué)合成的方式結(jié)合到一個(gè)大分子上，在阻燃時(shí)只需要添加此單種物質(zhì)，相對(duì)于混合型膨脹阻燃劑具有更為優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和基體相容性。
美國(guó)文獻(xiàn)曾報(bào)導(dǎo)合成了2，4，8，10-四氧-3，9-二磷螺環(huán)[5，5]十一烷-3，9-二氧-3，9-二三聚氰胺鹽(b-MAP)以及雙(2，6，7-三氧-1-磷-雙環(huán)[2，2，2]辛烷-4-氧甲基)磷酸酯三聚氰胺鹽(Melabis)，相對(duì)于混合膨脹型阻燃劑均具有良好的阻燃性能，但只適用于聚烯烴類特別是聚丙烯的阻燃。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種含磷、氮膨脹型阻燃劑及其合成方法。
含磷、氮膨脹型阻燃劑的分子結(jié)構(gòu)為 含磷、氮膨脹型阻燃劑的合成方法以水為溶劑，雙(2，6，7-三氧基-1-磷雜雙環(huán)[2，2，2]辛烷-1-氧甲基)氯磷酸酯與4，4’-二氨基二苯基甲烷在催化劑作用下反應(yīng)，提純得到雙(2，6，7-三氧-1-磷-雙環(huán)[2，2，2]辛烷-1-氧甲基)磷酸酯4，4’-二氨基二苯基甲烷鹽，水與4，4’-二氨基二苯基甲烷的質(zhì)量比為5～20∶1，雙(2，6，7-三氧基-1-磷雜雙環(huán)[2，2，2]辛烷-1-氧甲基)氯磷酸酯與4，4’-二氨基二苯基甲烷的摩爾比為1∶1～2，反應(yīng)時(shí)間為0.1～24小時(shí)。
所述的提純時(shí)采用的溶劑為水、乙醇或丙酮。催化劑為吡啶、三乙胺或丙胺。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1.本發(fā)明是磷-氮系膨脹阻燃劑，不含鹵素，無(wú)毒，有利于環(huán)保，具有良好的應(yīng)用前景，而且也為含磷類阻燃劑增添了一個(gè)新品種；2.本發(fā)明磷-氮系阻燃劑集炭源、酸源、氣源于一體，熱穩(wěn)定性更高，與基體相容性更好，成炭性更高，因此加入到聚酯及其他工程塑料中，可在添加量少的情況下達(dá)到良好的阻燃效果；3.本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單，易于控制。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提供的制備一種含磷、氮膨脹型阻燃劑及其合成方法是通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)的由雙(2，6，7-三氧基-1-磷雜雙環(huán)[2，2，2]辛烷-1-氧甲基)氯磷酸酯與4，4’-二氨基二苯基甲烷在以水為溶劑的情況下縮合反應(yīng)最終生成目標(biāo)產(chǎn)物雙(2，6，7-三氧-1-磷-雙環(huán)[2，2，2]辛烷-1-氧甲基)磷酸酯4，4’-二氨基二苯基甲烷鹽。
在以水為溶劑的情況下，雙(2，6，7-三氧基-1-磷雜雙環(huán)[2，2，2]辛烷-1-氧甲基)氯磷酸酯與4，4’-二氨基二苯基甲烷反應(yīng)最終生成目標(biāo)產(chǎn)物雙(2，6，7-三氧-1-磷-雙環(huán)[2，2，2]辛烷-1-氧甲基)磷酸酯4，4’-二氨基二苯基甲烷鹽，水與4，4’-二氨基二苯基甲烷的質(zhì)量比為5～20∶1，雙(2，6，7-三氧基-1-磷雜雙環(huán)[2，2，2]辛烷-1-氧甲基)氯磷酸酯與4，4’-二氨基二苯基甲烷的摩爾比為1∶1～2，反應(yīng)時(shí)間為0.1～24小時(shí)。
為了加快反映速度，生成最終目標(biāo)產(chǎn)物雙(2，6，7-三氧-1-磷-雙環(huán)[2，2，2]辛烷-1-氧甲基)磷酸酯4，4’-二氨基二苯基甲烷鹽所采用的催化劑為吡啶、三乙胺、丙胺中的任一種。
雙(2，6，7-三氧基-1-磷雜雙環(huán)[2，2，2]辛烷-1-氧甲基)氯磷酸酯的分子結(jié)構(gòu)式為 4，4’-二氨基二苯基甲烷結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)式為 下面給出實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，有必要在此指出是以下實(shí)例不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，如果該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員根據(jù)上述發(fā)明內(nèi)容對(duì)本發(fā)明作出一些非本質(zhì)性的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1
在裝有氮?dú)膺M(jìn)出口和攪拌裝置的250mL的反應(yīng)器中，將1.98g 4，4’-二氨基二苯基甲烷，5mL吡啶作為催化劑加到80ml去離子水中，加熱至沸騰，待DDM全部溶解后，迅速加入4.4g雙(2，6，7-三氧基-1-磷雜雙環(huán)[2，2，2]辛烷-1-氧甲基)氯磷酸酯，在緩慢攪拌下反應(yīng)10min，趁熱在砂芯漏斗里過(guò)濾，取澄清的濾液在冰水浴中冷卻。將沉淀過(guò)濾后將固體粉末用去離子水洗滌兩次，再用丙酮洗滌兩次。在真空烘箱中80℃下，干燥12小時(shí)，得到淺黃色粉末狀固體。收率80％。
實(shí)施例2在裝有氮?dú)膺M(jìn)出口和攪拌裝置的250mL的反應(yīng)器中，將3.96g 4，4’-二氨基二苯基甲烷，5mL三乙胺為催化劑加到80ml去離子水中，加熱至沸騰，待DDM全部溶解后，迅速加入9.6g雙(2，6，7-三氧基-1-磷雜雙環(huán)[2，2，2]辛烷-1-氧甲基)氯磷酸酯，在緩慢攪拌下反應(yīng)30min，趁熱在砂芯漏斗里過(guò)濾，取澄清的濾液在冰水浴中冷卻。將沉淀過(guò)濾后將固體粉末用去離子水洗滌兩次，再用丙酮洗滌兩次。在真空烘箱中80℃下，干燥12小時(shí)，得到淺黃色粉末狀固體。收率75％。
實(shí)施例3在裝有氮?dú)膺M(jìn)出口和攪拌裝置的250mL的反應(yīng)器中，將1.98g 4，4’-二氨基二苯基甲烷，5mL吡啶作為催化劑加到20mL去離子水中，加熱至沸騰，待DDM全部溶解后，迅速加入4.4g雙(2，6，7-三氧基-1-磷雜雙環(huán)[2，2，2]辛烷-1-氧甲基)氯磷酸酯，在緩慢攪拌下反應(yīng)24h，趁熱在砂芯漏斗里過(guò)濾，取澄清的濾液在冰水浴中冷卻。將沉淀過(guò)濾后將固體粉末用去離子水洗滌兩次，再用丙酮洗滌兩次。在真空烘箱中80℃下，干燥12小時(shí)，得到淺黃色粉末狀固體。收率85％。
實(shí)施例4在裝有氮?dú)膺M(jìn)出口和攪拌裝置的250rnL的反應(yīng)器中，將1.98g 4，4’-二氨基二苯基甲烷，5mL吡啶作為催化劑加到50ml去離子水中，加熱至沸騰，待DDM全部溶解后，迅速加入4.4g雙(2，6，7-三氧基-1-磷雜雙環(huán)[2，2，2]辛烷-1-氧甲基)氯磷酸酯，在緩慢攪拌下反應(yīng)2h，趁熱在砂芯漏斗里過(guò)濾，取澄清的濾液在冰水浴中冷卻。將沉淀過(guò)濾后將固體粉末用去離子水洗滌兩次，再用乙醇洗滌兩次。在真空烘箱中80℃下，干燥12小時(shí)，得到淺黃色粉末狀固體。收率85％。
實(shí)施例5在裝有氮?dú)膺M(jìn)出口和攪拌裝置的250mL的反應(yīng)器中，將7.92g 4，4’-二氨基二苯基甲烷，5mL丙胺作為催化劑加到80ml去離子水中，加熱至沸騰，待DDM全部溶解后，迅速加入16.6g雙(2，6，7-三氧基-1-磷雜雙環(huán)[2，2，2]辛烷-1-氧甲基)氯磷酸酯，在緩慢攪拌下反應(yīng)1h，趁熱在砂芯漏斗里過(guò)濾，取澄清的濾液在冰水浴中冷卻。將沉淀過(guò)濾后將固體粉末用去離子水洗滌兩次，再用丙酮洗滌兩次。在真空烘箱中80℃下，干燥12小時(shí)，得到淺黃色粉末狀固體。收率79％。
權(quán)利要求
1.一種含磷、氮膨脹型阻燃劑，其特征在于，它的分子結(jié)構(gòu)為
2.一種如權(quán)利要求1所述的含磷、氮膨脹型阻燃劑的合成方法，其特征在于，以水為溶劑，雙(2，6，7-三氧基-1-磷雜雙環(huán)[2，2，2]辛烷-1-氧甲基)氯磷酸酯與4，4’-二氨基二苯基甲烷在催化劑作用下反應(yīng)，提純得到雙(2，6，7-三氧-1-磷-雙環(huán)[2，2，2]辛烷-1-氧甲基)磷酸酯4，4’-二氨基二苯基甲烷鹽，水與4，4’-二氨基二苯基甲烷的質(zhì)量比為5～20∶1，雙(2，6，7-三氧基-1-磷雜雙環(huán)[2，2，2]辛烷-1-氧甲基)氯磷酸酯與4，4’-二氨基二苯基甲烷的摩爾比為1∶1～2，反應(yīng)時(shí)間為0.1～24小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含磷、氮膨脹型阻燃劑的合成方法，其特征在于，所述的提純時(shí)采用的溶劑為水、乙醇或丙酮。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含磷、氮膨脹型阻燃劑的合成方法，其特征在于，所述的催化劑為吡啶、三乙胺或丙胺。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種含磷、氮膨脹型阻燃劑及其合成方法。含磷、氮膨脹型阻燃劑的合成方法以水為溶劑，雙(2，6，7－三氧基－1－磷雜雙環(huán)[2，2，2]辛烷－1－氧甲基)氯磷酸酯與4，4’－二氨基二苯基甲烷在催化劑作用下反應(yīng)，提純得到雙(2，6，7－三氧－1－磷－雙環(huán)[2，2，2]辛烷－1－氧甲基)磷酸酯4，4’－二氨基二苯基甲烷鹽，水與4，4’－二氨基二苯基甲烷的質(zhì)量比為5～20∶1，雙(2，6，7－三氧基－1－磷雜雙環(huán)[2，2，2]辛烷－1－氧甲基)氯磷酸酯與4，4’－二氨基二苯基甲烷的摩爾比為1∶1～2，反應(yīng)時(shí)間為0.1～24小時(shí)。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明提供的阻燃劑集炭源、酸源、氣源于一體，不含鹵素，無(wú)毒，有利于環(huán)保；熱穩(wěn)定性更高，與基體相容性更好，成炭性更高，在添加量少的情況下達(dá)到良好的阻燃效果；方法簡(jiǎn)單，易于控制。
文檔編號(hào)C09K21/12GK1891706SQ20061005068
公開(kāi)日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2006年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月11日
發(fā)明者方征平, 高峰, 馬海云, 佟立芳, 陳奇力, 魏文俠 申請(qǐng)人:浙江大學(xué), 寧波福天工程塑料有限公司