一种含溴聚磷酸酯阻燃剂及其制备方法和应用

本发明涉及阻燃，尤其涉及一种含溴聚磷酸酯阻燃剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、涤纶织物是一种易燃材料，在使用过程中容易引起火灾，这大大限制了涤纶织物的使用范围，为此人们开发具有阻燃功能的涤纶。到目前为止，常采用两种方法制备阻燃涤纶：一是在制备涤纶的过程中加入具有反应性的阻燃成分，通过缩聚反应制备得到阻燃涤纶，这种方法使涤纶的阻燃性能持久、但制备过程复杂。二是采用后整理的方法，将阻燃剂以一定浓度采用浸轧法制得阻燃涤纶，这种方法成本低，方法简单。

2、虽然聚磷酸酯阻燃剂是一种环保阻燃剂，可是在使用时需要添加较大的用量，同时在燃烧过程中会释放出大量的毒烟，给人们的逃生带来了不利的影响，这是含磷阻燃剂存在的问题。含溴阻燃剂是一种高效的阻燃剂，添加极小的用量就可以达到了较好的阻燃效果，通过研究发现，将含溴阻燃剂进行高分子化以及复合化可以降低溴系阻燃剂的不足，因而成为溴系阻燃剂一个新的发展方向。

3、基于以上考虑，将溴系阻燃剂与磷系阻燃有机结合起来，制备了一种新型的含溴聚磷酸酯阻燃剂。

4、cn115710364a公开了分别以二溴新戊二醇、甲基磷酸二甲酯两种阻燃成分为反应物制备不饱和阻燃聚酯树脂，然后将两种不饱和阻燃聚酯按铺层工艺对玻璃钢进行处理，得到阻燃性能优异的玻璃钢。但得到的不饱和阻燃聚酯树脂不能用于涤纶织物后处理的阻燃整理剂。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种含溴聚磷酸酯阻燃剂及其制备方法，可以用于涤纶织物后处理的阻燃整理剂，具有优异的阻燃性。

2、为此，本发明的第一方面提供了一种含溴聚磷酸酯阻燃剂，化学结构式包括：

3、

4、中的一种或几种，其中n为3～5，r为烃基。

5、本发明的第二方面提供了一种含溴聚磷酸酯阻燃剂的制备方法，将含溴多元醇与磷酸酯以一定的摩尔比混合均匀，然后加入催化剂，在60～200℃氮气保护条件下，反应3～10h。

6、进一步地，所述含溴多元醇选自：2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇、2,3-二溴-1,4-丁烯二醇、1,8-二溴-2,7-二醇、二溴新戊二醇、四溴苯酐二醇和二溴丁烯二醇中的一种或几种。

7、进一步地，所述磷酸酯选自：甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、亚磷酸二甲酯、亚磷酸二乙酯、亚磷酸三甲酯或亚磷酸三乙酯中的一种或几种。

8、进一步地，所述含溴多元醇与所述磷酸酯的摩尔比为1:1～1.5。

9、进一步地，所述催化剂为酸性催化剂，所述酸性催化剂包括浓硫酸、磷酸、对甲苯磺酸和焦磷酸。

10、进一步地，所述酸性催化剂为对甲苯磺酸或磷酸。

11、进一步地，所述催化剂的用量为反应物总质量的5～10％。

12、本发明的第三方面提供了一种含溴聚磷酸酯阻燃剂在涤纶阻燃中的应用。

13、进一步地，所述含溴聚磷酸酯阻燃剂在涤纶阻燃中的应用，采用浸轧法用于涤纶阻燃。

14、相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

15、本发明的含溴聚磷酸酯阻燃剂以含溴多元醇和磷酸酯作为反应原料，在催化剂条件下，进行缩聚反应制备得到含溴聚磷酸酯阻燃剂，克服了单一系列溴系阻燃剂毒烟大、磷系阻燃剂用量大毒烟大的缺点，充分发挥了溴系阻燃剂优良的阻燃性同时减少了其阻燃过程毒烟量，具有燃烧过程中毒烟量小，燃烧无熔滴现象的优点；并且合成的制备方法，方法简单、易于控制。

技术特征：

1.一种含溴聚磷酸酯阻燃剂，其特征在于，化学结构式包括：

2.权利要求1所述的含溴聚磷酸酯阻燃剂的制备方法，其特征在于，将含溴多元醇与磷酸酯以一定的摩尔比混合均匀，然后加入催化剂，在60～200℃氮气保护条件下，反应3～10h。

3.如权利要求2所述的含溴聚磷酸酯阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述含溴多元醇选自：2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇、2,3-二溴-1,4-丁烯二醇、1,8-二溴-2,7-二醇、二溴新戊二醇、四溴苯酐二醇和二溴丁烯二醇中的一种或几种。

4.如权利要求2所述的含溴聚磷酸酯阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述磷酸酯选自：甲基膦酸二甲酯、乙基膦酸二乙酯、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、亚磷酸二甲酯、亚磷酸二乙酯、亚磷酸三甲酯或亚磷酸三乙酯中的一种或几种。

5.如权利要求2所述的含溴聚磷酸酯阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述含溴多元醇与所述磷酸酯的摩尔比为1:1～1.5。

6.如权利要求2所述的含溴聚磷酸酯阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂为酸性催化剂，所述酸性催化剂包括浓硫酸、磷酸、对甲苯磺酸和焦磷酸。

7.如权利要求6所述的含溴聚磷酸酯阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述酸性催化剂为对甲苯磺酸或磷酸。

8.如权利要求2所述的含溴聚磷酸酯阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述催化剂的用量为反应物总质量的5～10％。

9.权利要求1所述的含溴聚磷酸酯阻燃剂在涤纶阻燃中的应用。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，采用浸轧法用于涤纶阻燃。

技术总结
本发明公开了一种含溴聚磷酸酯阻燃剂及其制备方法和应用，所述含溴聚磷酸酯阻燃剂的结构式包括结构式Ⅰ、结构式ⅠⅠ和结构式ⅠⅠⅠ中的一种或几种，其中n为3～5，R为烃基；制备方法为：将含溴多元醇与磷酸酯以一定的摩尔比混合均匀，然后加入催化剂，在60～200℃氮气保护条件下，反应3～10h；以及所述含溴聚磷酸酯阻燃剂在涤纶阻燃中的应用。本发明的含溴聚磷酸酯阻燃剂充分发挥了溴系阻燃剂优良的阻燃性，同时减少了其阻燃过程毒烟量，具有燃烧过程中毒烟量小，燃烧无熔滴现象的优点。

技术研发人员：张高奇,刘训虎,张小雪,王全有
受保护的技术使用者：上海应用技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15