本发明属于阻燃剂
技术领域：
，具体涉及一种双-(四溴双酚A基)磷酸二酯阻燃剂及其制备方法。
背景技术：
：随着科学技术的发展，人类对物质的需求不断提高，越来越多的高分子材料被广泛运用于人类生活的各个领域，然而大多数高分子材料都属于易燃物，如聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯等等。由于高分子材料的易燃性而引发的火灾悲剧近年来呈逐年上升的趋势，因此高分子材料阻燃的要求变得越来越迫切。阻燃剂又被称为难燃剂、耐火剂或防火剂，是一种赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂，主要用于阻止有机高分子材料的燃烧及抑制火焰的传播。有机高分子材料中添加阻燃剂后不仅不易点燃而且可以防止火灾蔓延，并在一定程度上减少火灾的危害性，从而保障使用各种有机高分子材料的安全。磷-溴系阻燃剂是一种高效的有机高分子阻燃剂，它同时含有碳源、酸源和卤素这三种阻燃元素。碳源可使阻燃剂在高温分解后形成致密的碳层，从而隔绝氧气起到阻燃的效果；酸源可在阻燃剂遇到高温分解后释放出可以使高分子材料迅速碳化的有机酸，使高分子材料表面形成致密的碳层隔绝氧气而起到阻燃的效果；卤素则会遇热分解成卤化氢气体，它可以捕获自由基，切断高分子燃烧过程中的链式反应，从而起到阻燃的作用。这三者协同作用可减少阻燃剂的用量，使阻燃剂具有更加优良的阻燃效果。技术实现要素：本发明的目的在于解决现有阻燃剂存在的上述问题，提供一种新型双-(四溴双酚A基)磷酸二酯阻燃剂及其制备方法，该阻燃剂性能稳定、阻燃效果好。本发明的技术方案如下：一种双-(四溴双酚A基)磷酸二酯阻燃剂，其化学式为C30H23O6Br8P，结构式如下：上述双-(四溴双酚A基)磷酸二酯阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：将四溴双酚A溶于有机溶剂中，向其中加入一定量三氯氧磷、三乙胺并升温进行反应，反应物过滤得到中间体；将中间体保温水解，产物经抽滤、水洗、干燥即得双-(四溴双酚A基)磷酸二酯阻燃剂。按照上述方案，四溴双酚A、三氯氧磷、三乙胺的摩尔比为2-3:1-2:2-3。按照上述方案，四溴双酚A、三氯氧磷、三乙胺混合后升温至85℃恒温反应3-4h。按照上述方案，保温水解是指向中间产物中加入适量去离子水后在75℃水解4-5h。按照上述方案，水解产物冷却至25℃后进行抽滤，接着用去离子水洗涤3-4次上述方案中，所述有机溶剂为甲苯。本发明提供的双-(四溴双酚A基)磷酸二酯阻燃剂及其制备方法具有以下有益效果：(1)将酸源、碳源和卤素同时集于一个分子上，比分散复配的阻燃剂效果好，同时能大大降低对高分子材料机械性能的影响。(2)碳源可使阻燃剂在高温分解后形成致密的碳层，从而隔绝氧气起到阻燃的效果；酸源可在阻燃剂遇到高温分解后释放出可以使高分子材料迅速碳化的有机酸，使高分子材料表面形成致密的碳层隔绝氧气而起到阻燃的效果；卤素则会遇热分解成卤化氢气体，它可以捕获自由基，切断高分子燃烧过程中的链式反应，从而起到阻燃的作用，这三者协同作用可减少阻燃剂的用量。(3)本发明方法生产工艺简单，前景广阔。附图说明图1为本发明实施例1制备的双-(四溴双酚A基)磷酸二酯阻燃剂的质谱图。具体实施方式为使本领域普通技术人员充分理解本发明的技术方案和有益效果，下面结合具体实施例及附图进行进一步说明。本发明制备双-(四溴双酚A基)磷酸二酯阻燃剂的反应过程为：四溴双酚A和三氯氧磷在三乙胺(缚酸剂)存在的条件下反应生成中间产物，中间产物进一步水解得目标催化剂，具体反应原理如下：实施例1向装有搅拌装置、温度计和冷凝回流装置的250ml三口烧瓶中加入0.02mol四溴双酚A，然后继续加入50ml甲苯，常温下搅拌使其溶解。向三口烧瓶中滴加0.01mol三氯氧磷，搅拌0.5h，接着向其中滴加0.02mol三乙胺，滴加完毕后将溶液升温至85℃反应3h。反应完成后将溶液冷却过滤，将滤液转移至三口烧瓶中，加入40ml去离子水，在75℃水解反应4h。水解完后将溶液冷却至25℃后抽滤，用去离子水洗涤3-4次后干燥得白色固体18.87g。此白色固体即为目标产物双-(四溴双酚A基)磷酸二酯阻燃剂。经计算整体产率为82.04％。对实施例1制备的双-(四溴双酚A基)磷酸二酯阻燃剂进行了质谱分析，结果如图1所示。从图中可以看出1148.6z/m是阻燃剂分子的分子离子峰，相对丰度100％，由此可以证明目标产物为双-(四溴双酚A基)磷酸二酯阻燃剂。实施例2向装有搅拌装置、温度计和冷凝回流装置的500ml三口烧瓶中加入0.06mol四溴双酚A，然后继续加入100ml甲苯，常温下搅拌使其溶解。向三口烧瓶中滴加0.02mol三氯氧磷，搅拌0.5h，接着向其中滴加0.06mol三乙胺，滴加完毕后将溶液升温至85℃反应4h。反应完成后将溶液冷却过滤，将滤液转移至三口烧瓶中，加入80ml去离子水，在75℃水解反应5h。水解完后将溶液冷却至25℃后抽滤，用去离子水洗涤3-4次后干燥得白色固体37.23g。经计算整体产率为80.93％。实施例3向装有搅拌装置、温度计和冷凝回流装置的1000ml三口烧瓶中加入0.02mol四溴双酚A，然后继续加入200ml甲苯，常温下搅拌使其溶解。向三口烧瓶中滴加0.02mol三氯氧磷，搅拌0.5h，接着向其中滴加0.03mol三乙胺，滴加完毕后将溶液升温至85℃反应3h。反应完成后将溶液冷却过滤，将滤液转移至三口烧瓶中，加入160ml去离子水，在75℃水解反应4h。水解完后将溶液冷却至25℃后抽滤，用去离子水洗涤3-4次后干燥得白色固体79.25g。经计算整体产率为86.14％。为了解本发明实施例1制备的双-(四溴双酚A基)磷酸二酯阻燃剂的阻燃性能，将其按照5％、10％、15％、20％、25％和30％的质量分数添加进聚丙烯(PP)中，并按照相关标准进行了极限氧指数和垂直燃烧等级测试，测试结果如下表所示。表1实施例1制备的双-(四溴双酚A基)磷酸二酯阻燃剂的阻燃性能测试结果添加量％51015202530氧指数％19.3522.5424.4826.3428.8730.55垂直燃烧/V＿V-1V-1V-0V-0V-0上述测试结果表明：实施例1制备的双-(四溴双酚A基)磷酸二酯阻燃剂极限氧指数和垂直燃烧等级指标非常优良、阻燃效果明显，具有很好的工业化前景。当前第1页1 2 3