专利名称：一种dopo基磷氮阻燃剂及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明属于含磷阻燃材料技术领域，具体涉及含DOPO基团的磷氮阻燃剂及其制备方法，该阻燃剂可以通过多种方式添加入聚合物中，具有优良的阻燃性能。
背景技术：
无卤阻燃已成为聚合物材料阻燃领域研究的关键技术，磷、氮系阻燃剂由于具有无卤、低毒、环保、高效阻燃效果等优点，引起了人们的广泛关注。9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(简称D0P0)及其衍生物为代表的氧杂膦菲化合物具有热稳定性好、挥发性低、耐水解性、与聚合物相容性好、不易析出、高效阻燃等特性，在阻燃材料无卤化的发展趋势下，具有广泛的开发与应用前景。但是DOPO单体直接用于聚合物的阻燃却存在一定的不足，一方面由于DOPO在180°C时开始分解，不能满足一些聚合物200°C以上的加工温度，故应提高其热稳定性；另一方面，DOPO作为阻燃剂直接应用于环氧树脂、恶嗪树脂及不饱和树脂时，由于分子只含有一个活泼氢，会降低固化树脂的玻璃化转化温度，影响固化树脂的机械性能。解决的办法就是利用DOPO分子结构中含有活泼的P— H键，可以与不饱和化合物发生化学反应，合成一系列的含磷阻燃剂，以提高其初始热分解温度。国内已有相关的专利报道了相关的DOPO衍生物阻燃剂，如CN1910263A、CN1835960A、CN1563152A等。磷氮协效阻燃具有良好的阻燃效果，可以降低阻燃剂的用量，提高材料的机械性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种DOPO基磷氮阻燃剂、其制备方法及用途，该阻燃剂与其它DOPO衍生物相比，具有更高效的阻燃效果，更高的热分解温度，可以满足市场上工程材料对阻燃剂不同程度的要求。本发明的DOPO基氮磷阻燃剂制备方法如下
51、将4，4’- 二氨基联苯与芳香醛按照摩尔比1:2加入到带有控温装置和搅拌装置反应器中，加入溶剂，在搅拌和0°C _100°C的反应温度下反应Ι-lOh，反应完成后，冷却，过滤，烘干，得到亚胺中间产物；
52、将步骤SI所得的亚胺中间产物和DOPO(9，10- 二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)按照摩尔比1:2加入到带有控温装置和搅拌装置的反应器中，并加入溶剂，在搅拌、(TC _80°C温度条件下反应1-24 h，反应完成后，冷却，过滤，洗涤，烘干，得到磷氮阻燃剂固体；
上述步骤S1、S2中的反应过程如下
权利要求
1.一种DOPO基磷氮阻燃剂，其特征是该阻燃剂具有下式结构
2.—种DOPO基氮磷阻燃剂制备方法，其特征是包括以下步骤 51、将4，4’- 二氨基联苯与芳香醛以摩尔比1:2的比例加入到带有控温装置和搅拌装置反应器中，加入溶剂，在搅拌和0°C -100°C温度下反应，反应完成后，冷却，过滤，烘干，得到亚胺中间产物； 52、将步骤SI所得的亚胺中间产物和DOPO(9，10- 二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)按照摩尔比1:2加入到带有控温装置和搅拌装置的反应器中，并加入溶剂，在搅拌、(TC _80°C温度条件下反应，反应完成后，冷却，过滤，洗涤，烘干，得到磷氮阻燃剂固体； 上述步骤S1、S2中的反应过程如下
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于所述的芳香醛为苯甲醛、对羟基苯甲醛或水杨醛。
4.根据权利要求2或4所述的制备方法，其特征在于所述溶剂是DMF、甲苯、二甲苯、乙醇、乙二醇、DMS0、二氧六环、四氢呋喃、二氯甲烷、邻二氯苯和水中的一种或者多种组合。
5.根据权利要求2或4所述的制备方法，其特征在于上述步骤SI中，所述溶剂的加入质量是所述4，4’ - 二氨基联苯和芳香醛醛总质量的2-20倍；上述步骤S2中，所述溶剂的加入质量是所述亚胺和DOPO总质量的2-20倍。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于上述步骤SI中的反应时间为1-10h，上述步骤S2中的反应时间为1-24 h。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于上述步骤SI中所述亚胺中间产物的烘干温度为70°C -80°C，上述步骤S2中所得磷氮阻燃剂的烘干温度为70°C _80°C。
8.权利要求1所述DOPO基氮磷阻燃剂的用途，该磷氮阻燃剂添加入环氧树脂中形成环氧树脂固化物用于环氧树脂阻燃，当该环氧固化物的磷含量为1. O wt%时，阻燃等级达到UL 94 V-O级，极限氧指数达到37. 2-37. 7，固化物5%的热分解温度达到330_350°C。
全文摘要
一种DOPO基磷氮阻燃剂及其制备方法，其方法以4,4’-二氨基联苯与芳香醛缩合反应获得亚胺中间产物，再与DOPO进行加成反应得固体阻燃剂。该方法易于控制，重复性好，产率高，适合放大生产。所得阻燃剂分子具有磷和氮两种阻燃元素，具有优良的阻燃效果和成炭性；由于该阻燃剂分子具有不同数量的活泼氢，可以与具有反应活性的树脂进一步反应制取阻燃树脂；阻燃树脂加入聚合物中能提高聚合物的阻燃性能和氧指数，阻燃等级可达到UL94V-0级。
文档编号C08K5/5313GK103059339SQ201210559460
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月21日 优先权日2012年12月21日
发明者姚有为, 孙德朝 申请人:清华大学深圳研究生院