一种含有苯乙烯结构和磷、氮元素的阻燃剂及其合成方法
【专利摘要】一种含有苯乙烯结构和磷、氮元素的阻燃剂，由亚磷酸二烷基酯、4—胺基苯乙烯和四氯化碳在催化剂存在下反应制得；所用催化剂为有机碱和无机碱的复配，所述的有机碱催化剂是吡啶或三乙胺或二乙胺或三乙醇胺或二乙醇胺或苯胺或四丁基氢氧化铵或四乙基氢氧化胺，所述的无机碱催化剂为氢氧化钠或氢氧化钾或碳酸钠或碳酸钾或碳酸氢钠或碳酸氢钾或苯甲酸钠或苯甲酸钾；有机碱与4—胺基苯乙烯的摩尔比为3-1∶1，无机碱与4—胺基苯乙烯的摩尔比为1.1-1∶1；由于分子中苯乙烯结构的存在，该阻燃剂单体易与苯乙烯、乙烯等活性双键发生聚合反应，同时，磷、氮阻燃元素的存在可赋予材料阻燃性，合成过程采用四氯化碳做溶剂，反应操作方便，收率高，易于工业化生产。
【专利说明】一种含有苯乙烯结构和磷、氮元素的阻燃剂及其合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种阻燃剂，特别是一种含有苯乙烯结构且含有磷、氮元素的阻燃剂及其合成方法。
技术背景
[0002]随着高分子材料的应用日益广泛，材料的防火安全性正逐渐引起人们的关注。传统的防火阻燃处理是在高分子共混加工过程中添加一定量的阻燃剂来达到材料阻燃的目的。这种方法操作简单、生产便利。其不足之处在于由于阻燃剂是以物理共混的方式加入，往往会恶化材料的力学及抗冲击性等各项物理性能。
[0003]近些年来，本体共聚型阻燃材料的研究日益兴起，其方法是利用阻燃单体本身的活性，使之与材料中的活性双键发生共聚，从而达到本体阻燃。这样不仅最大限度的保留了材料的物理性能而且赋予材料一定的阻燃性能。
[0004]传统的含有磷、氮两种元素的阻燃剂一般是的合成方法一般是由磷酰氯与相应的含有胺类的物质在一定温度下反应制得。该方法一般是将磷酰氯水解，再与胺类物质成盐。其缺点在于生成的产物大多有一定的水溶性，不仅影响阻燃剂单体与被阻燃基材的相容性，而且在挤塑过程中阻燃剂容易溶解于冷却水中，大大恶化了材料的物理性能。
【发明内容】
[0005]本发明合成了一种分子中含有苯乙烯结构且含有磷、氮两种阻燃元素的阻燃剂，由于分子结构中苯乙烯基中不饱和双键的存在，该单体可以与苯乙烯、乙烯烯烃发生共聚，可将该单体成功引入分子链中，从而实现聚苯乙烯、聚乙烯材料的本体共聚阻燃。同时由于分子结构中同时含有磷、氮两种阻燃元素，能发挥磷、氮两种元素的阻燃协同效应，阻燃性能更加优异。同时分子结构中不含卤素，符合当今无卤化阻燃的方向，是一种很有应用前景的阻燃剂。
[0006]具体是这样实施的:
一种含有苯乙烯结构和磷、氮元素的阻燃剂，其特征在于其结构式为:
【权利要求】
1.一种含有苯乙烯结构和磷、氮元素的阻燃剂，其特征在于结构式为:
nJ^r \ \^_ / 、-fJ、)H-P-η
' —/ Η \
0^-
、 fn 式中η为整数，且O兰η兰16。
2.权利要求1所述的含有苯乙烯结构和磷、氮元素的阻燃剂的合成方法，其特征在于由亚磷酸二烷基酯、4一胺基苯乙烯和四氯化碳在催化剂存在下反应制得；所用催化剂为有机碱和无机碱的复配，所述的有机碱催化剂是吡啶或三乙胺或二乙胺或三乙醇胺或二乙醇胺或苯胺或四丁基氢氧化铵或四乙基氢氧化胺，所述的无机碱催化剂为氢氧化钠或氢氧化钾或碳酸钠或碳酸钾或碳酸氢钠或碳酸氢钾或苯甲酸钠或苯甲酸钾；有机碱与4一胺基苯乙烯的摩尔比为3-1: 1，无机碱与4一胺基苯乙烯的摩尔比为1.1-1: I。
3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于反应温度为0-15°C，反应时间为30-45小时，4一胺基苯乙烯和亚磷酸二烷基酯的摩尔比为1: 1.0-1.2,四氯化碳的用量为4一胺基苯乙烯和亚磷酸二烷基酯总质量的6-12倍。
4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于反应时将亚磷酸二烷基酯缓缓滴进装有4一胺基苯乙烯、催化剂和四氯化碳的容器中，滴加时间控制在2-3小时，保持0-15°C至完全反应，滤去反应生成的固体，蒸馏除去溶剂，柱层析进行分离，即得产品。
5.根据权利要求2、3、4之一所述的合成方法，其特征在于亚磷酸二烷基酯由三氯氧磷和烷基醇反应制得，烷基醇为直链或带有支链的烷基醇，烷基醇碳原子数η小于等于16。
6.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于有机碱为吡啶或三乙胺或二乙胺或苯胺或二乙醇胺。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于无机碱为氢氧化钠或氢氧化钾或碳酸钠或碳酸钾或碳酸氢钠或碳酸氢钾。
【文档编号】C08F212/08GK103539814SQ201310414270
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2013年9月12日
【发明者】沈琦, 杨建伟, 陈俊, 蔡伦 申请人:江苏雅克科技股份有限公司