一种二烃基次膦酸铵盐及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种二烃基次膦酸铵盐及其制备方法和应用，所述二烃基次膦酸铵盐由二烃基次膦酸烷基酯和有机含氮化合物中非叔胺结构上的氮进行烷基化反应获得

【技术实现步骤摘要】
一种二烃基次膦酸铵盐及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于阻燃高分子材料领域，涉及一种二烃基次膦酸铵盐及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]高分子材料广泛用于国民经济中的各行各业，但由于多数高分子材料具有可燃性，为了减少它们导致的火灾灾害，经常需要通过使用阻燃改性的方法来满足它们的阻燃要求，阻燃改性最简单的方式就是采用阻燃剂
。
[0003]近年来，磷系阻燃剂由于其阻燃效率高，燃烧产物的烟雾和毒性低等特点而得到了快速发展，特别是二烃基次膦酸及其盐类得到了应用
。
[0004]CN110945047A
公开了二乙基次膦酸和环氧反应的产物及其在聚氨酯泡沫中的阻燃应用，但其为单羟基官能团阻燃剂，降低了聚氨酯的交联度，并消耗价格昂贵的异氰酸酯
。WO2021074684
公开了二乙基次膦酸或其和环氧树脂的产物用于环氧树脂的阻燃，但二乙基次膦酸和环氧反应减少了环氧树脂的交联官能团，使其需要使用三官能度及以上的低放热环氧树脂
。CN113929967B
公开了二烃基次膦酸和胺类化合物中和产物及其应用，该类产物为固体，与高分子材料相容性差，并存在均匀分散性问题
。EP3470444
公开了二烃基次膦酸季铵盐，用于聚氨酯的阻燃，但季铵盐缺乏可反应的基团，容易析出流失
。
[0005]综上所述，二烃基次膦酸由于酸性较强，只能在中和之后才能使用，但中和之后经常降低了中和剂的官能团数量，不利于阻燃材料的物理性能<br/>。
并且已有固体二烃基次膦酸铵盐存在与高分子材料相容性差，二烃基次膦酸季铵盐缺乏反应活性等问题
。

技术实现思路

[0006]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种二烃基次膦酸铵盐及其制备方法和应用
。
[0007]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]一方面，本专利技术提供一种二烃基次膦酸铵盐，所述二烃基次膦酸铵盐由具有式
(I)
所示结构式的二烃基次膦酸烷基酯和
NH3或有机含氮化合物中至少一个非叔胺结构上的氮进行烷基化反应获得，参与所述烷基化反应的烷基来自于式
(I)
所示结构式中的
R1，所述有机含氮化合物选自伯胺
、
仲胺或亚胺化合物，所述二烃基次膦酸铵盐中经历了烷基化反应的氮中至少有一个氮原子上同时存在
H
原子和一个来自通过烷基化反应获得的
R1基团
。
[0009][0010]R1选自
C1～
C
18
的直链烷基
、C1～
C
18
支链烷基
、
或
C3～
C
18
环烷基；
[0011]R2、R3独立地选自
C1～
C
18
的直链烷基
、C1～
C
18
支链烷基
、C3～
C
18
环烷基或
C6～
C
24
的芳香基
。
[0012]优选地，
R1选自甲基
、
乙基
、
丙基
、
丁基
、
戊基
、
己基
、
庚基
、
辛基
、
壬基或癸基中的任意一个
。
优选地，
R1选自甲基
、
乙基
、
丙基或丁基中的任意一个
。
优选地，
R1选自甲基
、
乙基中的任意一个
。
[0013]优选地，
R2、R3独立地选自甲基
、
乙基
、
丙基
、
丁基
、
戊基
、
己基
、
庚基
、
辛基
、
壬基
、
癸基或苯基中的任意一个
。
可选地，
R2、R3独立地选自乙基
、
丙基或丁基中的任意一个
。
优选地，
R2、R3为乙基
。
[0014]具有式
(I)
所示结构式的二烃基次膦酸烷基酯可以是纯的二烃基次膦酸烷基酯，也可以是具有不同
R1、R2、R3取代基的混合二烃基次膦酸烷基酯
。
譬如，所述的二烃基次膦酸烷基酯可以是二乙基次膦酸甲酯，二乙基次膦酸乙酯，或者它们的混合物
。
[0015]优选地，所述二烃基次膦酸烷基酯包括二甲基次膦酸甲酯
、
二乙基次膦酸甲酯
、
二丙基次膦酸甲酯
、
乙基丙基次膦酸甲酯
、
二苯基次膦酸甲酯
、
二甲基次膦酸乙酯
、
二乙基次膦酸乙酯
、
二丙基次膦酸乙酯
、
乙基丙基次膦酸乙酯
、
二甲基次膦酸丙酯
、
二乙基次膦酸丙酯
、
二丙基次膦酸丙酯
、
乙基丙基次膦酸丙酯
、
甲基苯基次膦酸甲酯或二苯基次膦酸甲酯中的一种或至少两种的组合
。
[0016]所述有机含氮化合物选自伯胺
、
仲胺和亚胺
。
在本专利技术中，伯胺是
NH3分子中的一个氢原子被
(
取代
)
烃基取代的衍生物，仲胺是
NH3分子中的两个氢原子被
(
取代
)
烃基取代的衍生物，亚胺在结构上等价于由氨或伯胺与醛
、
酮缩合制得的产物，具有如下式
(II)
所示的胺
。
[0017]R4
[0018][0019]其中，
R4、R5独立地选自氢
、
取代或未取代的烷基
、
取代或未取代的芳香基
。
[0020]在所述的伯胺
、
仲胺
、
亚胺的结构中，同一个分子中可以同时含有多个氨基和
/
或亚氨基和
/
或
‑
C
＝
NH
基团
。
譬如，在伯胺中，可以同时含有二个氨基，或者一个氨基和一个亚氨基，或者一个氨基和一个
‑
C
＝
NH
基团
。
当伯胺
、
仲胺
、
亚胺的结构中存在多个氨基
、
亚氨基和
/
或
‑
C
＝
NH
基团时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种二烃基次膦酸铵盐，其特征在于，所述二烃基次膦酸铵盐由具有式
(I)
所示结构式的二烃基次膦酸烷基酯和
NH3或有机含氮化合物中至少一个非叔胺结构上的氮进行烷基化反应获得，参与所述烷基化反应的烷基来自于式
(I)
所示结构式中的
R1，所述有机含氮化合物选自伯胺
、
仲胺或亚胺化合物，所述二烃基次膦酸铵盐中经历了烷基化反应的氮中至少有一个氮原子上同时存在
H
原子和一个来自通过烷基化反应获得的
R1基团；
R1选自
C1～
C
18
的直链烷基
、C1～
C
18
支链烷基
、
或
C3～
C
18
环烷基；
R2、R3独立地选自
C1～
C
18
的直链烷基
、C1～
C
18
支链烷基
、C3～
C
18
环烷基或
C6～
C
24
的芳香基
。2.
根据权利要求1所述的二烃基次膦酸铵盐，其特征在于，
R1选自甲基
、
乙基
、
丙基
、
丁基
、
戊基
、
己基
、
庚基
、
辛基
、
壬基或癸基中的任意一个
。
优选地，
R1选自甲基
、
乙基
、
丙基或丁基中的任意一个
。
优选地，
R1选自甲基
、
乙基中的任意一个
。
优选地，
R2、R3独立地选自甲基
、
乙基
、
丙基
、
丁基
、
戊基
、
己基
、
庚基
、
辛基
、
壬基
、
癸基或苯基中的任意一个；优选地，
R2、R3独立地选自乙基
、
丙基或丁基中的任意一个
。
优选地，
R2、R3为乙基
。3.
根据权利要求1或2所述的二烃基次膦酸铵盐，其特征在于，所述二烃基次膦酸烷基酯包括二甲基次膦酸甲酯
、
二乙基次膦酸甲酯
、
二丙基次膦酸甲酯
、
乙基丙基次膦酸甲酯
、
二苯基次膦酸甲酯
、
二甲基次膦酸乙酯
、
二乙基次膦酸乙酯
、
二丙基次膦酸乙酯
、
乙基丙基次膦酸乙酯
、
二甲基次膦酸丙酯
、
二乙基次膦酸丙酯
、
二丙基次膦酸丙酯
、
乙基丙基次膦酸丙酯
、
甲基苯基次膦酸甲酯或二苯基次膦酸甲酯中的一种或至少两种的组合；优选地，所述有机含氮化合物包括甲胺
、
乙胺
、
丙胺
、
丁胺
、
戊胺
、
己胺
、
庚胺
、
辛胺
、
壬胺
、
葵胺
、
十二胺
、
十八胺
、
环己胺
、
二乙胺
、
甲基丙基胺
、
乙二胺
、
丙二胺
、
丁二胺
、
戊二胺
、
己二胺
、
庚二胺
、
辛二胺
、1
，4‑
环己二胺
、
二乙醇胺
、
间苯二胺
、
对苯二胺
、
哌嗪
、2
‑
甲基哌嗪
、2
‑
甲基咪唑
、
四乙烯五胺
、
三乙烯四胺
、
苯胺
、N
‑
甲基苯胺
、4
‑
甲基苯胺
、
二氨基二苯甲烷
、2,2
‑
双
(4
‑
氨基苯基
)
丙烷
、
二氨基二苯砜
、
二氨基二苯甲酮
、
氰胺
、
三聚氰胺或二氰二胺中的一种或至少两种的组合；优选地，所述亚胺具有如下式
(II)
所示的结构：其中，
R4、R5独立地选自氢
、
取代或未取代的烷基
、
取代或未取代的芳香基
。
优选地，所述有机含氮化合物为伯胺化合物
。4.
根据权利要求1‑3中任一项所述的二烃基次膦酸铵盐，其特征在于，所述二烃基次磷酸铵盐具有如下结构中的任意一种：
其中，
R1、R2、R3与权利要求1中的定义相同
。5.
根据权利要求1‑4中任一项所述二烃基次膦酸铵盐的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：二烃基次膦酸烷基酯和
NH3或有机含氮化合物中至少一个非叔胺结构上的氮进行烷基化反应，得到所述二烃基次膦酸铵盐
。6.
根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述二烃基次膦酸烷基酯包括二甲基次膦酸甲酯
、
二乙基次膦酸甲酯
、
二丙基次膦酸甲酯
、
乙基丙基次膦酸甲酯
、
二苯基次膦酸甲酯
、
二甲基次膦酸乙酯
、
二乙基次膦酸乙酯
、
二丙基次膦酸乙酯
、
乙基丙基次膦酸乙酯
、
二甲基次膦酸丙酯
、
二乙基次膦酸丙酯
、
二丙基次膦酸丙酯
、
乙基丙基次膦酸丙酯
、
甲基苯基次膦酸甲酯或二苯基次膦酸甲酯中的任意一种或两种的组合；优选地，所述有机含氮化合物包括甲胺
、
乙胺
、
丙胺
、
丁胺
、
戊胺
、
己胺
、
庚胺
、
辛胺
、
壬胺
、
葵胺
、
十二胺
、
十八胺
、
环己胺
、
二乙胺
、
甲基丙基胺
、
乙二胺
、
丙二胺
、
丁二胺
、
戊二胺
、
己二胺
、
庚二胺
、
辛二胺
、1
，4‑
环己二胺
、
二乙醇胺
、
间苯二胺
、
对苯二胺
、
哌嗪
、2
‑
甲基哌嗪
、2
‑
甲基咪唑
、
四乙烯五胺
...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚强，李金忠，卢晓东，杨建伟，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：