一種磷氮型阻燃劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種磷氮型阻燃劑及其制備方法。本發(fā)明磷氮型阻燃劑是以有機(jī)胺、次磷酸和脂肪醛為原料在酸催化下通過縮合加成和親電加成反應(yīng)合成。原料有機(jī)胺為分子式呈NH2RNH2的一種或一種以上的二元伯胺，這里R為-(CH2)m-、-[CH2CH2NH]pCH2CH2-或者-C6H4-，m和p均為正整數(shù)且6≥m≥2、4≥p≥1。脂肪醛為甲醛、乙醛、丙醛或丁醛中的一種或一種以上。采用的酸催化劑可以是鹽酸、硫酸或硝酸中的一種或一種以上。制備過程采用的有機(jī)胺、次磷酸和脂肪醛之摩爾比最好是1∶(2～5)∶(2～5)，反應(yīng)溫度最好70～90℃，反應(yīng)時(shí)間最好2～6小時(shí)。
【專利說明】一種磷氮型阻燃劑及其制備方法
一、【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及阻燃劑及其制備方法，特別涉及磷氮型阻燃劑及其制備方法，屬于阻燃領(lǐng)域。
二、【背景技術(shù)】
[0002]聚合物廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)及人們?nèi)粘Ｉ?，但是大多?shù)聚合物都易燃，在空氣中遇到火源大都會(huì)被點(diǎn)燃而燃燒，燃燒產(chǎn)生的熔融滴落物還可以引燃其他可燃物，對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全造成巨大的威脅與危害，因此聚合物的阻燃問題受到廣泛關(guān)注，聚合物用阻燃劑研究與開發(fā)成為熱點(diǎn)。
[0003]隨著世界各國環(huán)保政策出臺(tái)，阻燃劑的綠色與環(huán)保是當(dāng)前阻燃劑的發(fā)展趨勢，磷系阻燃劑、氮系阻燃劑等環(huán)保阻燃劑成為阻燃劑的開發(fā)熱點(diǎn)。磷系阻燃劑可同時(shí)發(fā)揮氣相阻燃和凝聚相阻燃作用，燃燒時(shí)可以在聚合物表面形成炭化層，并產(chǎn)生覆蓋于焦炭層的粘稠狀液膜，降低了氧氣和氣固相之間的熱量和質(zhì)量傳遞，起到隔氧、隔熱的作用，其次磷系阻燃劑吸熱后分解，有較強(qiáng)的脫水性，生成的水蒸氣吸收大量熱，降低溫度，從而達(dá)到阻燃效果。氮系阻燃劑受熱放出co2、no2、n2、nh3、h2o等不燃?xì)怏w，覆蓋和環(huán)繞在聚合物周圍，可以沖淡燃燒環(huán)境的可燃?xì)怏w，稀釋氧濃度和隔斷聚合物與空氣中氧氣的接觸，并且能捕捉高能自由基，抑制聚合物的燃燒，從而發(fā)揮阻燃效果。
[0004]采用含磷化合物和含氮化合物通過化學(xué)反應(yīng)合成出同時(shí)兼含磷、氮兩種元素的磷氮型阻燃劑，通過磷、氮兩種阻燃元素間的協(xié)同作用可以發(fā)揮優(yōu)良阻燃效果，兼具磷系阻燃劑和氮系阻燃劑的阻燃特性，將是今后 阻燃劑新的方向。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種新型的磷氮型阻燃劑及其制備方法。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種磷氮型阻燃劑，是以有機(jī)胺、次磷酸和脂肪醛為原料在酸催化下反應(yīng)合成的包含有磷和氮兩種元素的阻燃劑；其中，有機(jī)胺為分子式呈 NH2RNH2 的一種或一種以上的二元伯胺，R 為-(CH2) m-、_ [CH2CH2MQpCH2CH2-或者-C6H4-,m和P均為正整數(shù)且6≥m≥2、4≥P≥1 ;脂肪醛為甲醛、乙醛、丙醛或丁醛中的一種或一種以上。
[0007]—種磷氮型阻燃劑的制備方法是，采用有機(jī)胺、次磷酸和脂肪醛為原料在酸催化下反應(yīng)合成包含有磷和氮兩種元素的磷氮型阻燃劑；其中，有機(jī)胺為分子式呈NH2RNH2的一種或一種以上的二元伯胺，R為-(CH2)m-、-[CH2CH2MQpCH2CH2-或者-C6H4-, m和p均為正整數(shù)且6≥m≥2、4≥P≥1 ;脂肪醛為甲醛、乙醛、丙醛或丁醛中的一種或一種以上。
[0008]本發(fā)明磷氮型阻燃劑的制備方法的反應(yīng)過程為:將有機(jī)胺、次磷酸和脂肪醛加入反應(yīng)器中并加入酸催化劑，升至所需的反應(yīng)溫度進(jìn)行縮合加成和親電加成反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)過濾、洗滌得到磷氮型阻燃劑。
[0009]本發(fā)明磷氮型阻燃劑的制備方法所采用的酸催化劑是鹽酸、硫酸或硝酸中的一種或一種以上。本發(fā)明磷氮型阻燃劑的制備方法中有機(jī)胺、次磷酸和脂肪醛之摩爾比最好為
1: (2~5): (2~5)。本發(fā)明磷氮型阻燃劑的制備方法所采用的反應(yīng)溫度最好為70~90°C。本發(fā)明磷氮型阻燃劑的制備方法所采用的反應(yīng)時(shí)間最好為2~6小時(shí)。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明采用廉價(jià)的原料有機(jī)胺、次磷酸和脂肪醛通過簡單的反應(yīng)過程(縮合加成和親電加成反應(yīng))制備得到同時(shí)含有磷和氮兩種阻燃元素的新型磷氮型阻燃劑，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率較高，且本發(fā)明磷氮型阻燃劑不含鹵素，是環(huán)境友好的新型阻燃劑。
四、【具體實(shí)施方式】
[0011]本發(fā)明磷氮型阻燃劑是以有機(jī)胺、次磷酸和脂肪醛為原料在酸催化下反應(yīng)合成的包含有磷和氮兩種元素的阻燃劑；其中，有機(jī)胺為分子式呈NH2RNH2的一種或一種以上的二元伯胺，R 為-(CH2) m-、-[CH2CH2NHIpCH2CH2-或者-C6H4-, m和 p 均為正整數(shù)且 6≥m ≥ 2、4≥P≥1 ;脂肪醛為甲醛、乙醛、丙醛或丁醛中的一種或一種以上。
[0012]本發(fā)明磷氮型阻燃劑的分子式大體為:
[0013]
【權(quán)利要求】
1.一種磷氮型阻燃劑，其特征在于:是以有機(jī)胺、次磷酸和脂肪醛為原料在酸催化下反應(yīng)合成的包含有磷和氮兩種元素的阻燃劑；其中，有機(jī)胺為分子式呈NH2RNH2的一種或一種以上的二元伯胺，R為-(CH2)m-、_[CH2CH2MQpCH2CH2-或者-C6H4-，這里m和p均為正整數(shù)且6≥m≥2、4≥P≥I ;脂肪醛為甲醛、乙醛、丙醛或丁醛中的一種或一種以上。
2.一種磷氮型阻燃劑的制備方法，其特征在于:采用有機(jī)胺、次磷酸和脂肪醛為原料在酸催化下反應(yīng)合成包含有磷和氮兩種元素的磷氮型阻燃劑；其中，有機(jī)胺為分子式呈NH2RNH2 的一種或一種以上的二元伯胺，R 為-(CH2)m-、-[CH2CH2NH]pCH2CH2-或者-C6H4-，這里m和P均為正整數(shù)且6≥m≥2、4≥P≥I ;脂肪醛為甲醛、乙醛、丙醛或丁醛中的一種或一種以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述磷氮型阻燃劑的制備方法，其特征在于:將有機(jī)胺、次磷酸和脂肪醛加入反應(yīng)器中并加入酸催化劑，升至所需的反應(yīng)溫度進(jìn)行縮合加成和親電加成反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)過濾、洗滌得到磷氮型阻燃劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述磷氮型阻燃劑的制備方法，其特征在于:采用的酸催化劑為鹽酸、硫酸或硝酸中的一種或一種以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2~4任一項(xiàng)所述磷氮型阻燃劑的制備方法，其特征在于:有機(jī)胺、次磷酸和脂肪醛之摩爾比為1: (2~5): (2~5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2~5任一項(xiàng)所述磷氮型阻燃劑的制備方法，其特征在于:反應(yīng)溫度為 70 ~90°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求2~6任一項(xiàng)所述磷氮型阻燃劑的制備方法，其特征在于:反應(yīng)時(shí)間為2~6小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C08L63/00GK103739877SQ201410008892
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】應(yīng)宗榮, 吳樹文, 何謙, 張?jiān)? 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)