专利名称：一种反应型无卤阻燃剂及其制备方法
技术领域：
本发明属于阻燃剂技术领域，特别涉及一种反应型无卤阻燃剂及其制备方法。
背景技术：
高分子材料在人们日常生活中的应用日益重要，但因其易燃而引起的火灾不仅造成巨大的经济损失和人员伤亡，而且直接影响了经济发展和社会稳定。通过向高分子材料中添加阻燃剂的方法，可以极大地减少材料燃烧产生火灾的危险。按照加工方法，阻燃剂可以分为添加型和反应型两种。添加型阻燃剂目前在阻燃剂市场中占主导地位，具有价格低廉、操作简单等优点，但存在与高分子材料的相容性差， 容易出现喷霜、出汗等问题，使得材料的阻燃性能随着时间的延长而呈下降趋势；另外，还会对材料的物理、机械和加工性能产生较大影响。反应型阻燃剂则是以化学键合的方式赋予高分子材料以永久的阻燃性，因此，虽然其加工相对复杂、成本较高，但它不对材料的物理机械和加工性能产生影响，同时也不会产生相容性问题，材料的难燃性不会逐渐丧失。目前，反应型阻燃剂的主体是阻燃单体，它通过与苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯等单体共聚从而得到阻燃材料的。阻燃单体自身还可以发生均聚反应得到高分子添加型阻燃剂，该类阻燃剂相对于小分子型的添加型阻燃剂来说，具有对材料的物理机械和加工性能影响小、与材料的相容性好等优点。阻燃剂的无卤化已经成为一个不可抗拒的历史潮流。虽然溴系阻燃剂具有性价比高的优势，但该类阻燃剂在燃烧时产生大量有毒和腐蚀性的气体，引发了人们对其环保问题的担忧。磷系阻燃剂是无卤阻燃剂中的佼佼者，其中膨胀型阻燃剂则更是阻燃剂研究中白勺^^ ； ^^ ο膨胀型阻燃剂是由“三源”构成的含有磷的“酸源”，含有结炭结构的“炭源”和含N的“气源”等。该类阻燃剂以磷、氮为主要活性组分，不含卤素，也不采用氧化锑为协效剂。用膨胀型阻燃剂阻燃的高聚物受热时，表面能生成一层均勻的炭质泡沫层，此层隔热、 隔氧、抑烟，并能防止产生熔滴，故具有良好的阻燃性，且符合当今阻燃剂少烟、低毒的发展趋势。将“三源”集于同一个分子中的单分子膨胀型阻燃剂一直是阻燃剂研究的热点。但目前所报道的多为添加型，在应用到高分子材料中时，虽然能够起到有效的阻燃作用，但对材料的物理机械和加工性能的影响都较大。而集“三源”于一体的反应型阻燃剂(单体)尚未见文献报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种反应型无卤阻燃剂及其制备方法。该阻燃剂的分子结构中，同时含有磷酸酯、结炭结构、酰胺和取代丙烯酸基团，即同时含有膨胀型阻燃剂的“酸源”、“碳源”和“气源”的可聚合反应型阻燃剂(单体)。该阻燃剂不含有卤素，属于环境友好型阻燃剂，既可作为添加型阻燃剂，直接添加到高分子材料中；也可以作为反应型阻燃剂，与高分子单体共聚，赋予材料与永久的阻燃性；还可以自身均聚，得到高分子型阻燃剂。
本发明的无卤反应型阻燃剂，其结构通式为
权利要求
1.一种反应型无卤阻燃剂，其结构式如下式所示
2.根据权利要求1所述的反应型无卤阻燃剂，其特征在于所述R1和&均为甲基；R3 为H;R4为甲基。
3.权利要求1所述的反应型无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于将氨基酯与缚酸剂、阻聚剂对苯二酚、溶剂在反应瓶中室温搅拌0. 5 h后，再加入环状磷酰氯和催化剂，于 20-80°C反应I-Mh;之后分离纯化；氨基酯与环状磷酰氯的摩尔比例为1:0. 5-1. 5，优选 1:0. 8-1. 2 ；
4.根据权利要求3所述的反应型无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于所述的溶剂为氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃或乙酸乙酯；溶剂的用量为每摩尔氨基酯加入溶剂100-2000 mL。
5.根据权利要求4所述的反应型无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于溶剂的用量为每摩尔氨基酯加入溶剂500-1000mL。
6.根据权利要求3所述的反应型无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于所述的催化剂为无水三氯化铝、氯化锌、氯化镁、氯化亚铁或4-(N，N-二甲氨基)吡啶，催化剂的用量为每摩尔氨基酯加入0. 1-20 g的催化剂。
7.根据权利要求6所述的反应型无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于催化剂的用量为每摩尔氨基酯加入5-10g的催化剂。
8.根据权利要求3所述的反应型无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于所述的缚酸剂为N，N-二甲基苯胺、吡啶或三乙胺，缚酸剂与氨基酯的物质的量比为0.5-3 :1。
9.根据权利要求8所述的反应型无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于缚酸剂与氨基酯的物质的量比为1-2.5 :1。
10.根据权利要求3所述的反应型无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于所述的分离纯化为反应完成后，反应液进行减压过滤、滤液蒸馏回收溶剂，然后经充分中和、洗涤、重结式中R3为H、C「C6的烷基或苯基；R4为H或C「C6的烷基； 所述环状磷酰氯的结构式如下式所示，晶、干燥。
全文摘要
本发明涉及一种反应型无卤阻燃剂及其制备方法，属于阻燃剂技术领域。阻燃剂结构式如下式所示其中，R1、R2各自独立的为H、C1-C6的烷基或苯基；R3为H、C1-C6的烷基或苯基；R4为H或C1-C6的烷基。该阻燃剂集膨胀型阻燃剂的“酸源”、“炭源”和“气源”于一体，并含有可聚合的甲基丙烯酸酯基团。本发明制备方法过程简单、安全、易操作，同时对环境基本无污染，产率可达80%以上。反应中生成的氯化氢气体经缚酸剂吸收后对设备无腐蚀；得到的产品为白色到淡红色针状晶体。产品具有磷氮协效作用；不含有卤素，具有低毒、无污染等特点。
文档编号C07F9/6574GK102352055SQ20111020086
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月19日 优先权日2011年7月19日
发明者余洋, 刘常进, 徐元清, 曹志奎, 李武斌, 田一政, 赵利军, 郭学群, 郭红丽, 高存生 申请人:开封龙宇化工有限公司