磷氮协同阻燃剂化合物及其制备方法和应用技术

磷氮协同阻燃剂化合物及其制备方法和应用，它属于阻燃材料领域，具体涉及一种磷氮芳香族阻燃剂及其制备方法和应用。本发明专利技术的目的是要解决现有含磷反应型阻燃剂会影响环氧树脂力学性能的问题。磷氮协同阻燃剂化合物的结构式为：制备方法：由邻羟基苯甲醛和对苯二胺脱水缩合制成中间体亚胺SP，再由中间体亚胺SP和9,10

【技术实现步骤摘要】
磷氮协同阻燃剂化合物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于阻燃材料领域，具体涉及一种磷氮芳香族阻燃剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]环氧树脂容易固化成型，固化收缩性小，性能稳定，耐化学腐蚀，不会有低分子挥发物产生，广泛用于涂料、粘合剂、结构复合材料等领域。然而环氧树脂的极限氧指数(LOI)很低，属于易燃材料，离开火源后还会继续燃烧，所以环氧树脂阻燃方面的研究迫在眉睫。含卤阻燃剂价格低，阻燃性能好，但是燃烧过程中会释放有毒有害气体，不仅影响大气环境，而且危害人体健康，例如头晕、恶心、甚至致癌，为构建环境友好型社会，无卤环保阻燃剂越来越受关注。然而磷系阻燃剂具有成碳性，可减少可燃物的生成，还有抗氧化作用，能有效提高阻燃效率，但是很多含磷反应型阻燃剂会影响环氧树脂的力学性能。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是要解决现有含磷反应型阻燃剂会影响环氧树脂力学性能的问题，而提供磷氮协同阻燃剂化合物及其制备方法和应用。
[0004]磷氮协同阻燃剂化合物，它的结构式为：
[0005][0006]磷氮协同阻燃剂化合物的制备方法，具体是按以下步骤完成的：先由邻羟基苯甲醛和对苯二胺在无水乙醇中脱水缩合制成中间体亚胺SP，再由中间体亚胺SP和9,10
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二氢
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氧杂
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10
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磷杂菲
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10
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氧化物在无水乙醇中磷氢加成反应得到磷氮协同阻燃剂化合物。
[0007]磷氮协同阻燃剂化合物的应用，以磷氮协同阻燃剂化合物和环氧树脂原料制备阻燃环氧树脂，具体过程如下：先将环氧树脂加热至100～110℃，再加入磷氮协同阻燃剂化合物，并混合均匀，然后冷却至温度为60～80℃，再加入固化剂间苯二胺，混合均匀后真空脱泡，再依次进行浇注模具、两级固化和自然冷却，得到阻燃环氧树脂。
[0008]磷氮协同阻燃剂化合物的应用，以磷氮协同阻燃剂化合物、环氧树脂和Al(OH)3原料制备Al(OH)3复合阻燃环氧树脂，具体过程如下：先将环氧树脂加热至100～110℃，再加入磷氮协同阻燃剂化合物，并混合均匀，然后冷却至温度为60～80℃，加入Al(OH)3，搅拌均匀后再加入固化剂间苯二胺，混合均匀后真空脱泡，再依次进行浇注模具、两级固化和自然
冷却，得到Al(OH)3复合阻燃环氧树脂。
[0009]本专利技术原理及优点：
[0010]一、本专利技术合成的磷氮协同阻燃剂化合物一个分子含有两个磷氮原子、两个DOPO和三个苯环结构，该化合物无卤、低烟、环保，解决了传统阻燃剂有毒的问题；
[0011]二、本专利技术合成的磷氮协同阻燃剂化合物为反应型阻燃剂，解决了传统阻燃剂在环氧树脂中易析出，分散不均的技术问题，解决了含磷阻燃剂影响环氧树脂力学性能的问题；
[0012]三、本专利技术合成的磷氮协同阻燃剂化合物制备过程简单，生产中无有害物质产生，原料易得，有利于工业化生产；
[0013]四、本专利技术合成的阻燃环氧树脂可根据阻燃要求的不同，通过改变磷氮协同阻燃剂化合物添加量，制备得到不同情况下使用的阻燃环氧树脂，有利于节省成本；
[0014]五、本专利技术合成的Al(OH)3复合阻燃环氧树脂以磷氮协同阻燃剂化合物、环氧树脂和Al(OH)3原料，极大的提高了环氧树脂阻燃效果，且对原有的力学性能影响很小，解决了阻燃剂影响环氧树脂力学性能的问题，解决了传统阻燃剂不易分散的技术问题。
[0015]六、本专利技术得到的阻燃环氧树脂和Al(OH)3复合阻燃环氧树脂，维持了原环氧树脂一定的力学性能(断裂强度能够保持30MPa以上)，且提升了阻燃性能(极限氧指数达到28.9％)，可以广泛用于电子、船舶和航空等领域。
附图说明
[0016]图1为实施例1得到的磷氮协同阻燃剂化合物的红外光谱图；
[0017]图2为实施例1得到的磷氮协同阻燃剂化合物的核磁共振氢谱图；
[0018]图3为条状待测试件的结构示意图；
[0019]图4为哑铃状待测试件的结构示意图。
具体实施方式
[0020]具体实施方式一：本实施方式是磷氮协同阻燃剂化合物，它的结构式为：
[0021][0022]具体实施方式二：本实施方式是磷氮协同阻燃剂化合物的制备方法，具体是按以下步骤完成的：先由邻羟基苯甲醛和对苯二胺在无水乙醇中脱水缩合制成中间体亚胺SP，再由中间体亚胺SP和9,10
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二氢
‑9‑
氧杂
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10
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磷杂菲
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10
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氧化物在无水乙醇中磷氢加成反应得到磷氮协同阻燃剂化合物。
[0023]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二的不同点是：所述脱水缩合的操
作过程如下：在温度为50～70℃下搅拌反应3h～7h。其他与具体实施方式二相同。
[0024]先将本实施方式得到的脱水缩合产物进行自然冷却，再依次进行抽滤和无水乙醇洗涤，然后在温度为60～80℃下干燥24h，得到中间产物亚胺SP，封袋备用。
[0025]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二或三之一不同点是：所述对苯二胺与邻羟基苯甲醛的摩尔比为(0.4～0.7):1；所述脱水缩合过程中对苯二胺的物质的量与无水乙醇的体积比为1mol:(3700～4300)mL。其他与具体实施方式二或三相同。
[0026]具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二至四之一不同点是：所述磷氢加成反应的操作过程如下：在温度为70～90℃下搅拌反应5h～8h。其他与具体实施方式二至四相同。
[0027]先将本实施方式得到的磷氢加成反应产物进行自然冷却，再依次进行抽滤和无水乙醇洗涤，然后在温度为60～80℃下干燥24h，得到磷氮协同阻燃剂化合物，封袋备用。
[0028]具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式二至五之一不同点是：所述中间产物亚胺SP与9,10
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二氢
‑9‑
氧杂
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10
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磷杂菲
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10
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氧化物的摩尔比为(0.4～0.7):1；所述9,10
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二氢
‑9‑
氧杂
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10
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磷杂菲
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10
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氧化物与无水乙醇的体积比为1mol:(4700～5300)mL。其他与具体实施方式二至五相同。
[0029]具体实施方式七：本实施方式是磷氮协同阻燃剂化合物的应用，以磷氮协同阻燃剂化合物和环氧树脂原料制备阻燃环氧树脂，具体过程如下：先将环氧树脂加热至100～110℃，再加入磷氮协同阻燃剂化合物，并混合均匀，然后冷却至温度为60～80℃，再加入固化剂间苯二胺，混合均匀后真空脱泡，再依次进行浇注模具、两级固化和自然冷却，得到阻燃环氧树脂。
[0030]具体实施方式八本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.磷氮协同阻燃剂化合物，其特征在于它的结构式为：2.如权利要求1所述的磷氮协同阻燃剂化合物的制备方法，其特征在于它是按以下步骤完成的：先由邻羟基苯甲醛和对苯二胺在无水乙醇中脱水缩合制成中间体亚胺SP，再由中间体亚胺SP和9,10
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二氢
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氧杂
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10
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磷杂菲
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氧化物在无水乙醇中磷氢加成反应得到磷氮协同阻燃剂化合物。3.根据权利要求2所述的磷氮协同阻燃剂化合物的制备方法，其特征在于所述脱水缩合的操作过程如下：在温度为50～70℃下搅拌反应3h～7h。4.根据权利要求3所述的磷氮协同阻燃剂化合物的制备方法，其特征在于所述对苯二胺与邻羟基苯甲醛的摩尔比为(0.4～0.7):1；所述脱水缩合过程中对苯二胺的物质的量与无水乙醇的体积比为1mol:(3700～4300)mL。5.根据权利要求2或4所述的磷氮协同阻燃剂化合物的制备方法，其特征在于所述磷氢加成反应的操作过程如下：在温度为70～90℃下搅拌反应5h～8h。6.根据权利要求5所述的磷氮协同阻燃剂化合物的制备方法，其特征在于所述中间产物亚胺SP与9,10
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二氢
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氧杂
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磷杂菲
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氧化物的摩尔比为(0.4～0.7):1；所述9,10
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二氢
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磷杂菲
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氧化物与无水乙醇的体积比为1mol:(470...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁明惠，李笑甜，程晓微，王皓玄，闫鹏伟，庞绍志，刘洪金，张晨，朱怀清，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：