专利名称：一种无卤膨胀型阻燃剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种无卤膨胀型阻燃剂，同时还涉及该阻燃剂的制备方法，属于阻燃剂技术领域。
背景技术：
阻燃剂又称难燃剂，耐火剂或防火剂，是一种能够使高分子材料不易着火燃烧或能够减慢燃烧速度的助剂。有机阻燃剂中用量最大的是卤系阻燃剂，具有添加量少、阻燃效率高、价格相对低廉等优势，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。近年来，世界各国正不断限制含卤阻燃剂的使用。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和应用的热点。膨胀型阻燃剂以磷、氮为主要活性组分，不含卤素，也不采用氧化锑为协效剂。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。用膨胀型阻燃剂阻燃的高聚物受热时，表面能生成一层均匀的炭质泡沫层，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。传统的膨胀型阻燃剂由聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺组成，其最大缺点是添加量大、易溶于水，在应用时阻燃效果会不断降低。将“三源”集于同一个分子中的单分子一直是阻燃剂研究的热点。但目前所报道的大多阻燃效率不高，添加量较大，通常在质量百分数超过30%以上时才能达到较好的阻燃效果，因此对材料的力学性能影响较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种阻燃效率高，添加量少的无卤膨胀型阻燃剂。为了实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种无卤膨胀型阻燃剂，其结构通式为
权利要求
1.一种无卤膨胀型阻燃剂，其特征在于，结构式如下所示
2.根据权利要求1所述的一种无卤膨胀型阻燃剂，其特征在于，所述的R为H。
3.—种如权利要求1所述的无卤膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤如下将氯代磷酸二(甲基)苯酯、1-氧代-4-羟甲基-1-磷杂-2，6，7-三氧杂双环[2. 2. 2]辛烷、溶剂和催化剂依次加入反应瓶中，0_30°C下缓慢滴加缚酸剂lh，30-80°C反应l_30h ;之后纯化分离得到无卤膨胀型阻燃剂；氯代磷酸二(甲基)苯酯和1-氧代-4-羟甲基-1-磷杂-2，6，7-三氧杂双环[2. 2. 2]辛烷摩尔比为1:0. 5-1.5 ;所述的氯代磷酸二(甲基)苯酯结构式如下所示，
4.根据权利要求3所述的一种无卤膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述的氯代磷酸二(甲基)苯酯和1-氧代-4-羟甲基-1-磷杂-2，6，7-三氧杂双环[2. 2. 2]辛烷摩尔比为 1:0. 8-1. 2。
5.根据权利要求3所述的一种无卤膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述的溶齐IJ为氯仿、二氯甲烷、乙腈、四氢呋喃或乙酸乙酯，溶剂用量为每摩尔氯代磷酸二(甲基)苯酯加入溶剂500-3000mL。
6.根据权利要求5所述的一种无卤膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述溶剂的用量为每摩尔氯代磷酸二(甲基)苯酯加入溶剂1000-2000mL。
7.根据权利要求3所述的无卤膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述的催化剂为无水三氯化铝、无水氯化锌、无水氯化镁、无水氯化亚铁或4- (N，N- 二甲氨基)吡啶，催化剂用量为每摩尔氯代磷酸二(甲基)苯酯加入0. l-20g的催化剂。
8.根据权利要求7所述的一种无卤膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于，催化剂的用量为每摩尔氯代磷酸二(甲基)苯酯加入2-10g的催化剂。
9.根据权利要求3所述的一种无卤膨胀型阻燃剂的制备方法，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，缚酸剂与氯代磷酸二(甲基)苯酯的物质的量比为.0.5_3 I o
10.根据权利要求3所述的一种无卤膨胀型阻燃剂的制备方法，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，滤液蒸懼回收溶剂，固体粗产品经充分水洗后，在真空条件下于40°C干燥至恒重。
全文摘要
本发明公开了一种无卤膨胀型阻燃剂及其制备方法。该阻燃剂的结构式如下所示其中，R为H或甲基。该阻燃剂含有磷酸二苯酯和结炭结构，即同时含有膨胀型阻燃剂的“酸源”和“碳源”，并兼具增塑功能。本发明制备过程简单、安全、易操作、对环境无污染，收率可达70%以上。产品为白色到浅灰色粉末，具有阻燃效率高、低毒无污染等优点。
文档编号C08K7/22GK103012848SQ201210488809
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者徐元清, 赵俊伟, 房晓敏, 丁涛, 郝喜才, 任艳蓉, 郭红丽, 卞龙骧, 张延兵 申请人:河南大学