本发明涉及阻燃材料,具体而言,涉及反应型有机磷酸酯阻燃剂及其制备方法和阻燃材料。
背景技术:
1、合成树脂是由人工合成的一类高分子聚合物,合成树脂最重要的应用是制造塑料和泡沫。合成树脂被广泛应用于家居、运输、电器、建筑和工业保温等诸多领域。然而塑料、泡沫或者合成树脂存在极易燃烧,且燃烧过程释放大量热量、烟雾及有毒气体等问题,因此,在很多领域及场合,对合成树脂、塑料和泡沫提出了阻燃,尤其是无卤阻燃的要求。
2、现有阻燃剂大概分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂,前者多为磷酸酯,如三(1-氯-2-丙基)磷酸酯(tcpp),三(氯乙基)磷酸酯(tcep)和三乙基磷酸酯(tep),双酚a双(二苯基磷酸酯)(bdp)等。此类磷酸酯多为液体,粘度适宜,操作使用方便,在家居,保温材料等行业有着广泛的用途;然而此类磷酸酯长时间使用后,会从合成聚合物材料表面析出,在降低聚合物材料阻燃性能的同时,还导致其机械性能的下降。反应型阻燃剂的分子结构中多含有活性的氨基和/或羟基等反应基团,可大大改善阻燃剂的耐析出性能,提升聚合物材料的阻燃稳定性。例如专利us5608100和ep068561中公开的低聚磷酸酯。然而,这类阻燃剂多以高腐蚀性和易吸潮的五氧化二磷及易燃易爆的环氧丙烷或环氧乙烷等为原料,存在工艺实施难度高的问题。此外,此类阻燃剂的磷酸酯分子结构中含有较多的p-o-c键,该磷酸酯极易水解形成酸性物质,该酸性物质容易导致聚合物发泡过程中催化剂失活,也存在存储及使用不便的缺陷。同时,在使用反应型阻燃剂的过程中还发现,添加有该类磷酸酯阻燃剂的材料,其抗压强度等机械性能下降严重,限制了该类阻燃剂的使用。
3、鉴于此,特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供反应型有机磷酸酯阻燃剂及其制备方法和阻燃材料。本发明实施例提供一种新的有机磷酸酯阻燃剂其能够提升树脂材料,特别是聚氨酯材料的抗压强度,弯曲强度等机械性能,提升其发泡性能,同时,具有优异的阻燃防火性能。
2、本发明是这样实现的:
3、第一方面,本发明提供一种反应型有机磷酸酯阻燃剂,所述反应型有机磷酸酯阻燃剂包含组分a和组分b;
4、其中,所述组分a包括下述式i所示化合物水解形成的水解产物:
5、其中,r1和r2分别独立地选自c1-c8烷基;
6、所述组分b选自下述式ii所示化合物:
7、其中,r3为c1-c4烷基;
8、所述组分a和所述组分b的质量比为(99.0-99.95)∶(0.05-1.0)。
9、第二方面,本发明提供一种前述实施方式所述的反应型有机磷酸酯阻燃剂的制备方法,包括:将式i所示化合物水解形成的水解产物和式ii所示化合物混合。
10、第三方面,本发明提供一种阻燃材料,其包括基体材料及前述实施方式中任一项所述的反应型有机磷酸酯阻燃剂;
11、其中,所述基体材料包括:聚氨酯、环氧树脂、聚酰胺、聚酯、聚苯醚、聚氯乙烯、酚醛树脂、聚丙烯酸、聚苯乙烯和聚脲中的至少一种。
12、本发明具有以下有益效果:本发明实施例提供的反应型有机磷酸酯阻燃剂可以应用于泡沫发泡中,保持其发泡的速率和密度,同时,能够提高树脂形成的泡沫的抗压强度和弯曲强度等机械性能。且还能起到优异的阻燃防火效果。
1.一种反应型有机磷酸酯阻燃剂,其特征在于,所述反应型有机磷酸酯阻燃剂包含组分a和组分b;
2.根据权利要求1所述的反应型有机磷酸酯阻燃剂,其特征在于,r1和r2分别独立地选自c1-c8未取代烷基;
3.根据权利要求1所述的反应型有机磷酸酯阻燃剂,其特征在于,反应型有机磷酸酯阻燃剂中的水分含量<0.3%。
4.根据权利要求1所述的反应型有机磷酸酯阻燃剂,其特征在于,所述水解产物包括下述结构式所述化合物中的至少一种:
5.根据权利要求4所述的反应型有机磷酸酯阻燃剂,其特征在于,所述水解产物中式iii所示化合物的含量高于60%;
6.一种权利要求1所述的反应型有机磷酸酯阻燃剂的制备方法,其特征在于,包括:将式i所示化合物水解形成的水解产物和式ii所示化合物混合。
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,水解包括:将式i所示化合物、酸性催化剂和水混合进行水解反应;
8.一种阻燃材料,其特征在于,其包括基体材料及权利要求1-5中任一项所述的反应型有机磷酸酯阻燃剂,
9.根据权利要求8所述的阻燃材料,其特征在于,所述反应型有机磷酸酯阻燃剂和所述基体材料在所述阻燃材料中的重量占比分别为:反应型有机磷酸酯阻燃剂:3-40wt%,基体材料:60-97wt%。
10.根据权利要求8所述的阻燃材料,其特征在于,所述阻燃材料还包括功能添加剂、阻燃剂x中一种或者多种,其中: