一种无卤阻燃聚碳酸酯塑料的制备方法技术

本发明专利技术涉及聚碳酸酯技术领域，且公开了一种无卤阻燃聚碳酸酯塑料的制备方法，将2

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃聚碳酸酯塑料的制备方法


[0001]本专利技术涉及聚碳酸酯
，具体为一种无卤阻燃聚碳酸酯塑料的制备方法。

技术介绍

[0002]今年来提高聚碳酸酯塑料的阻燃性，拓展聚碳酸酯塑料在防火耐火材料中的实际应用成为研究热点，通常向聚碳酸酯中加入阻燃剂可以有效提高自阻燃性能；溴系阻燃剂虽然可以提高材料的热稳定性和阻燃性，但是在燃烧过程中会产生大量的污染物和致癌物等，对环境和人体的危害十分严重，因此需要开发污染阻燃剂用于聚碳酸酯塑料的阻燃改性中；如氮磷系膨胀阻燃剂、磺酸盐阻燃剂等。
[0003]磺酸盐阻燃剂在聚碳酸酯中有着广阔的应用前景，可以催化聚碳酸酯交联成碳，起到阻碍氧气和热量传递到基体内部的作用，从而抑制聚碳酸酯的燃烧进程，将磺酸盐阻燃剂与氮磷系阻燃剂复配，可以起到很好的协效阻燃的效果，中国专利技术专利201610200166.7《一种高含氮含磷磺酸盐阻燃剂、制备方法及应用》，公开了以三聚氯氰、三苯基氧磷、对氨基苯磺酸钠等为原料，合成了高含氮含磷磺酸盐阻燃剂，用于阻燃聚碳酸酯。本专利技术旨在合成新型的咪唑
‑
DOPO
‑
磺酸盐阻燃剂，对聚碳酸酯进行阻燃改性。

技术实现思路

[0004]（一）解决的技术问题本专利技术制备了新型的咪唑
‑
DOPO
‑
磺酸盐阻燃剂和无卤阻燃聚碳酸酯塑料，解决了聚碳酸酯阻燃性不高的问题。
[0005]（二）技术方案为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：一种无卤阻燃聚碳酸酯塑料的制备方法：（1）将2
‑
咪唑
‑1‑
乙胺和马来酸酐反应得到丁二烯酸单酰胺基咪唑。
[0006]（2）将丁二烯酸单酰胺基咪唑和9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物反应后得到的中间体产物，加入到氯化亚砜中，反应得到丁二酰氯单酰胺
‑
DOPO基咪唑。
[0007]（3）将丁二酰氯单酰胺
‑
DOPO基咪唑、N,N
’‑
(二对苯磺酸)乙二胺、三乙胺反应得到咪唑
‑
DOPO
‑
磺酸盐阻燃剂。
[0008]（4）将聚碳酸酯、咪唑
‑
DOPO
‑
磺酸盐阻燃剂混合并热压处理，得到无卤阻燃聚碳酸酯塑料。
[0009]优选的，所述（1）中丁二烯酸单酰胺基咪唑的制备方法为：将摩尔比为1:1
‑
1.3的2
‑
咪唑
‑1‑
乙胺和马来酸酐加入到四氢呋喃中，在60
‑
80 ℃中搅拌回流反应6
‑
12 h，反应后旋蒸除去溶剂，粗产物加入到乙醇中重结晶，得到丁二烯酸单酰胺基咪唑；
优选的，所述（2）中丁二酰氯单酰胺
‑
DOPO基咪唑的制备方法为：将摩尔比为1:1.2
‑
1.8的丁二烯酸单酰胺基咪唑和9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物加入到二甲亚砜中，在90
‑
110 ℃中搅拌反应6
‑
18 h，反应后冷却，向溶液中加入蒸馏水和乙酸乙酯，萃取分离后向有机层中加入无水硫酸钠干燥，然后将滤液旋蒸除去溶剂，乙醚洗涤后将中间体产物加入到氯化亚砜中，在氮气气氛下，60
‑
75 ℃中搅拌回流反应3
‑
8 h，反应后旋蒸除去氯化亚砜，乙醚洗涤后，加入到乙酸乙酯中重结晶，得到丁二酰氯单酰胺
‑
DOPO基咪唑；优选的，所述（3）中咪唑
‑
DOPO
‑
磺酸盐阻燃剂的制备方法为：在冰浴下向二氯甲烷中加入摩尔比为2.5
‑
3.5:1:2
‑
2.8的丁二酰氯单酰胺
‑
DOPO基咪唑、N,N
’‑
(二对苯磺酸钠)乙二胺和三乙胺，然后在15
‑
30 ℃中搅拌反应18
‑
36 h，反应后旋蒸除去二氯甲烷，丙酮洗涤后，将产物加入到乙醇中重结晶，得到咪唑
‑
DOPO
‑
磺酸盐阻燃剂；
优选的，所述（4）中聚碳酸酯、咪唑
‑
DOPO
‑
磺酸盐阻燃剂的重量比为100:0.1
‑
1。
[0010]优选的，所述（4）中混合并热压处理的过程为：先在转矩流变仪中，在230
‑
250 ℃中共混5
‑
10 min；然后将物料在平板硫化机中，在10
‑
12 MPa压力下，180
‑
200 ℃中热压2
‑
5 min。
[0011]（三）有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益技术效果：将2
‑
咪唑
‑1‑
乙胺和马来酸酐发生开环反应，再与9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物发生P
‑
H键加成，并经过酰氯化，合成了丁二酰氯单酰胺
‑
DOPO基咪唑，最后与N,N
’‑
(二对苯磺酸钠)乙二胺发生酰胺化反应，制备得到含有咪唑和DOPO氮磷协效阻燃成分的磺酸盐阻燃剂，为制备磺酸盐阻燃剂提供了全新的方法和策略；对聚碳酸酯进行阻燃改性，阻燃剂添加量小，与聚碳酸酯的相容性好，在燃烧时磺酸盐基团可以催化聚碳酸酯交联成炭，咪唑和DOPO基团形成氮磷协效阻燃效果，进一步促进聚碳酸酯形成炭阻隔层，抑制了氧气和热量向材料内部传递，明显降低了聚碳酸酯燃烧时的总热释放量和燃烧热释放速率，表现出优异的阻燃性能。
附图说明
[0012]图1是丁二烯酸单酰胺基咪唑的1HNMR谱图。
[0013]图2是丁二酰氯单酰胺
‑
DOPO基咪唑的1HNMR谱图。
[0014]图3是咪唑
‑
DOPO
‑
磺酸盐阻燃剂的1HNMR谱图。
[0015]图4是无卤阻燃聚碳酸酯塑料的燃烧热释放速率HRR曲线。
[0016]图5是无卤阻燃聚碳酸酯塑料的总热释放量THR曲线。
具体实施方式
[0017]聚碳酸酯：牌号
‑
德国拜耳PC2458；N,N
’‑
(二对苯磺酸钠)乙二胺的制备方法参考中国专利200910216228.3《一种双季铵盐双磺酸盐表面活性剂及其合成方法》：向50 mL的乙醇中加入5 mmol本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃聚碳酸酯塑料的制备方法，其特征在于：所述制备方法为：（1）将2
‑
咪唑
‑1‑
乙胺和马来酸酐反应得到丁二烯酸单酰胺基咪唑；（2）将丁二烯酸单酰胺基咪唑和9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物反应后得到的中间体产物，加入到氯化亚砜中，反应得到丁二酰氯单酰胺
‑
DOPO基咪唑；（3）将丁二酰氯单酰胺
‑
DOPO基咪唑、N,N
’‑
(二对苯磺酸)乙二胺、三乙胺反应得到咪唑
‑
DOPO
‑
磺酸盐阻燃剂；（4）将聚碳酸酯、咪唑
‑
DOPO
‑
磺酸盐阻燃剂混合并热压处理，得到无卤阻燃聚碳酸酯塑料。2.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚碳酸酯塑料的制备方法，其特征在于：所述（1）中丁二烯酸单酰胺基咪唑的制备方法为：将摩尔比为1:1
‑
1.3的2
‑
咪唑
‑1‑
乙胺和马来酸酐加入到四氢呋喃中，在60
‑
80 ℃中搅拌回流反应6
‑
12 h，反应后旋蒸除去溶剂，粗产物加入到乙醇中重结晶，得到丁二烯酸单酰胺基咪唑。3.根据权利要求1所述的一种无卤阻燃聚碳酸酯塑料的制备方法，其特征在于：所述（2）中丁二酰氯单酰胺
‑
DOPO基咪唑的制备方法为：将摩尔比为1:1.2
‑
1.8的丁二烯酸单酰胺基咪唑和9,10
‑
二氢
‑9‑
氧杂
‑
10
‑
磷杂菲
‑
10
‑
氧化物加入到...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁程，李家欣，梁东桥，
申请(专利权)人：苏州优利金新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：