一种含磷、氮环氧树脂阻燃剂及其制备方法
【专利摘要】一种含磷、氮环氧树脂阻燃剂及其制备方法，涉及一种化学阻燃剂及其制备方法，制备原料包括：磷杂菲(DOPO)、甲苯?2,4?二异氰酸酯(2,4?TDI)，制备该阻燃剂的方法仅需一步反应即可完成。将DOPD和2,4?TDI在一定条件下反应一定时间，产物经过滤、洗涤、干燥等处理，所得产物为白色固体。该化合物与环氧树脂具有很好的相容性，在一定温度下可以完全溶于环氧树脂固化体系中，可以随环氧树脂一起固化为一体、对固化物的力学性能影响较小，可以有效提高环氧树脂的阻燃性能。本发明工艺生产条件简单、产品纯度及产率较高、后处理过程简便。
【专利说明】
-种含磯、氮环氧树脂阻燃剂及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种化学阻燃剂及其制备方法，特别是设及一种含憐、氮环氧树脂阻 燃剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 环氧树脂是一类具有优异的粘结、防腐蚀、绝缘性、成型加工性、高强度等性能的 热固性高分子合成材料。由于具有W上所述的优良性能，环氧树脂被广泛应用于粘合剂、涂 料、绝缘材料等的制造。并在电子电气、航空航天、船舶运输及许多其他工业领域中起着举 足轻重的作用，他的应用已几乎遍及所有的工业领域。然而，在环氧树脂应用中存在的最大 缺点就是环氧树脂的易燃问题，易燃性也是大多数高分子材料所具有的问题。由于易燃，环 氧树脂的应用范围受到了很大的限制。因此，对环氧树脂的阻燃性能的研究对于扩大其在 电子电气、航空航天领域的应用有着重要的意义。
[0003] 近年来，阻燃学术界最为热口的课题就是含面材料所引发环境污染的问题，W及 寻找合适的新型阻燃剂来替代含面阻燃剂。随着对材料燃烧产物的研究分析，大量的学者 认为，含面阻燃剂在燃烧时将有少量的二嗯英或二苯并巧喃释放，运也是含面阻燃剂的塑 料制品无法回收或销毁的重要原因。由于目前没有足够的替代品来替代全部的含面阻燃 剂。与此同时，欧洲及日本已全面禁止含面阻燃剂的使用。运导致一些生产商出于对"环境 问题"和成本问题的双重考虑，已停止了阻燃剂的使用。因此，生产商运种为降低生产成本 与"响应环保法规"的做法已导致严重的火灾隐患。运使得极小的点火源就可使未经阻燃的 电视机持续燃烧，并已导致多人丧生。随后，欧洲颁布了有关电子电气废弃设备的处理规 范，规定含面废物需要进行特殊的处理，运一方面推广了无面阻燃剂的使用。
[0004] 环氧树脂的阻燃的研究日益趋向于阻燃剂的无面化。W其他阻燃元素取代面素， 研制高效、低毒、低烟的无面环保型阻燃剂及新型阻燃环氧树脂材料成为了国内外学者的 研究热点。其中，憐、氮类化合物作为一种新型阻燃剂，能够提高环氧树脂的阻燃性、热稳定 性及有机溶解性，同时对基体材料的机械性能影响较小的优点而备受关注。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种含憐、氮环氧树脂阻燃剂及其制备方法，本发明含有 憐、氮两种阻燃元素，既可W参与环氧树脂固化，同时具有阻燃效率高和无面、低烟、低毒等 特点，符合当今人们保护生态环境的理念，运种阻燃剂在燃烧过程中减少了有毒气体与腐 蚀性气体的产生。
[0006] 本发明的目的是通过W下技术方案实现的： 一种含憐、氮环氧树脂阻燃剂，所述的憐、氮环氧树脂阻燃剂原料包括:憐杂菲和甲苯- 2，4-二异氯酸醋，阻燃剂具有W下结构：
[0007] -种含憐、氮环氧树脂阻燃剂制备方法，所述阻燃剂的制备方法包括W下过程:将 DOPO和2，4-TDI反应，产物经过滤、洗涂、干燥处理，所得产物为白色固体； 上述过程用化学反应式表示为：
[000引一种含憐、氮环氧树脂阻燃剂制备方法，所述合成含憐、氮环氧树脂阻燃剂的过程 中，D0K)和2,4-TDI投料摩尔比为2:1到4:1，所用溶剂为二氯甲烧。
[0009] 所述的一种含憐、氮环氧树脂阻燃剂制备方法，所述反应溫度控制在20~40°C;反 应时间为3~12h。
[0010] 所述的一种含憐、氮环氧树脂阻燃剂制备方法，所述反应中所用惰性气体为氮气、 或氣气或氮气中的一种。
[00川所述的一种含憐、氮环氧树脂阻燃剂制备方法，所述反应中需加入催化剂S乙胺 或化晚，使得反应可W在较低溫度下进行。
[0012] 所述的一种含憐、氮环氧树脂阻燃剂制备方法，所述反应中，洗涂溶剂为二氯甲 烧。
[0013] 本发明的优点与效果是： 1、本发明提供的一种含憐、氮环氧树脂阻燃剂，既可W起到阻燃环氧树脂的效果，又可 W通过反应W共价键的形式存在于树脂基体中，同时固化物力学性能良好。
[0014] 2、本发明提供的一种含憐、氮环氧树脂阻燃剂，具有低毒、高效环保的优点，有利 于持续发展。
[0015] 3、本发明提供的制备方法简单，条件溫和，易于控制，所得的产品纯度高，后处理 方便。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合实施例对本发明进行详细说明。
[0017]实施例1: 向装有回流冷凝管、溫度计、化导入管和磁子的100mL四口瓶中加入60ml二氯甲烧作溶 剂，再加入21.6曲(PO与0.5gS乙胺;在恒压滴液漏斗中加入8.7g2，4-TDI，20ml二氯甲烧溶 剂稀释。通化保护，20°C下开始滴加2，4-TDI溶液反应，1.Oh将2，4-TDI滴加完毕后，升溫至 35°C反应化。反应结束将混合物进行过滤、洗涂、干燥后，得到白色固体。
[001引实施例2: 向装有回流冷凝管、溫度计、化导入管和磁子的250ml四口瓶中加入150ml二氯甲烧作 溶剂，再加入64. SgDOPO与1.5gS乙胺;在恒压滴液漏斗中加入26. Ig2，4-TDI，50ml二氯甲 烧溶剂稀释。通化保护，20°C下开始滴加2，4-TDI溶液反应，2. Oh将2，4-TDI滴加完毕后，升 溫至35°C反应化。反应结束将混合物进行过滤、洗涂、干燥后，得到白色固体。
[0019]实施例3: 向装有回流冷凝管、溫度计、化导入管和磁子的500ml四口瓶中加入300ml二氯甲烧作 溶剂，再加入108. OgDOPO与2.5gS乙胺;在恒压滴液漏斗中加入43.5g2，4-TDI，100mL二氯 甲烧溶剂稀释。通化保护，20°C下开始滴加2，4-TDI溶液反应，3 .Oh将2，4-TDI滴加完毕后， 升溫至35°C反应12h。反应结束将混合物进行过滤、洗涂、干燥后，得到白色固体。
【主权项】
1. 一种含磷、氮环氧树脂阻燃剂，其特征在于，所述的磷、氮环氧树脂阻燃剂原料包括： 磷杂菲和甲苯-2，4-二异氰酸酯，阻燃剂具有以下结构：2. -种含磷、氮环氧树脂阻燃剂制备方法，其特征在于，所述阻燃剂的制备方法包括以 下过程:将DOPO和2，4-TDI反应，产物经过滤、洗涤、干燥处理，所得产物为白色固体； 上述过程用化学反应式表示为：3. 根据权利要求2所述的一种含磷、氮环氧树脂阻燃剂制备方法，其特征在于，所述合 成含磷、氮环氧树脂阻燃剂的过程中，DOPO和2,4-TDI投料摩尔比为2:1到4:1，所用溶剂为 二氯甲烷。4. 根据权利要求2所述的一种含磷、氮环氧树脂阻燃剂制备方法，其特征在于，所述反 应温度控制在20~40 °C ;反应时间为3~12h。5. 根据权利要求2所述的一种含磷、氮环氧树脂阻燃剂制备方法，其特征在于，所述反 应中所用惰性气体为氮气、或氩气或氦气中的一种。6. 根据权利要求2所述的一种含磷、氮环氧树脂阻燃剂制备方法，其特征在于，所述反 应中需加入催化剂三乙胺或吡啶，使得反应可以在较低温度下进行。7. 根据权利要求2所述的一种含磷、氮环氧树脂阻燃剂制备方法，其特征在于，所述反 应中，洗涤溶剂为二氯甲烷。
【文档编号】C07F9/6574GK105924674SQ201610384579
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】梁兵, 王志国
【申请人】沈阳化工大学