[发明专利]一种环三磷腈丙烯酸酯及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及烷氧基取代环三磷腈丙烯酸酯衍生物合成，以其为单体经过乳液聚合后得到织物整理工作液，作为磷氮系阻燃剂应用于棉织物整理，属材料化学合成和纺织品整理技术领域。

背景技术

磷腈系列阻燃剂的品种很多，应用领域也很广泛。它既可用于棉、麻、丝等天然纤维及织物的阻燃整理，又可用于聚酯纤维、醋酸纤维、硝基纤维等制品的阻燃整理，且在抽丝前后均可使用。在磷腈阻燃剂中，一些环状磷腈衍生物，例如，烷氧基/苯氧基环三磷腈、氨基环三磷腈、羟基环三磷腈、含不饱和双键的环三磷腈等，已经被应用于纺织品的阻燃处理。

由含不饱和双键的环三磷腈阻燃剂通过聚合可得到侧基含磷腈环结构的聚合物。例如，化合物分子中同时含环三磷腈和丙烯酸酯结构的衍生物作为一种含有不饱和双键的环状磷腈衍生物，可以通过丙烯酸酯聚合、交联得到热固性树脂。文献“一种无机有机聚合物中间体-六(甲基丙烯酸羟乙酯)三聚磷腈的合成”([J].应用化学，2003，20(4)：385-387)中，公开了一种通过六个丙烯酸酯基光固化，得到本质阻燃的热固性树脂的方法；文献“UV固化磷腈阻燃单体的合成与表征”([J].涂料工业，2006(5)：22-23)中，以六氯环三磷腈作为阻燃母体，丙烯酸-2-羟丙酯作为UV光固化活性单体，合成了UV固化磷腈阻燃单体，该项研究发现，含磷腈阻燃单体的固化物的氧指数为27，不含磷腈阻燃单体的固化物的氧指数为23，说明合成的磷腈阻燃单体具有阻燃效果。

发明内容

为了得到侧基含环三磷腈结构的线型聚合物乳液并应用于纺织品阻燃整理，本发明提供一种五烷氧基环三磷腈丙烯酸酯及其制备方法，并可将其应用于制备一种纺织品阻燃整理工作液。

本发明所采用的技术方案是：提供一种环三磷腈丙烯酸酯，它为五烷氧基环三磷腈丙烯酸酯，具有如下结构：

其中，R＝-CH₂CH₃或-CH₂CH₂CH₃；R′＝H或-CH₃；n为2或3。

上述环三磷腈丙烯酸酯的制备方法，其步骤包括：

①按当量比，将5～20份脂肪醇和5份金属钠加入到6～60份乙醚或四氢呋喃溶剂中反应，制备醇钠溶液；

②滴加入1份六氯环三磷腈，反应2～8小时后得到白色悬浮液；

③将上述悬浮液旋转蒸发除去溶剂后，加入到甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷或二氯乙烷溶剂中，经溶解、水洗、干燥，蒸除溶剂，得到五烷氧基环三磷腈丙烯酸酯产物。

按本发明技术方案制备的五烷氧基环三磷腈丙烯酸酯，将其应用于制备侧链含磷腈环的丙烯酸酯共聚物乳液，按重量计，共聚反应混合物组成为：五烷氧基环三磷腈丙烯酸酯3～10份、丙烯酸酯硬单体5～10份、丙烯酸酯软单体5～10份、丙烯酸酯活性单体0.5～3份、1～10份乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)和、1～10份乳化剂司盘-60(Span-60)、丙烯酰胺0.5～1份、引发剂0.1～0.5份和水75份。其中，硬单体包括甲基丙烯酸甲酯或氰基丙烯酸甲酯，软单体包括丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯或丙烯酸-2-乙基己酯，活性单体包括甲基丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酰胺或N-羟甲基丙烯酰胺，引发剂为过硫酸钾(K₂S₂O₈)或过硫酸铵。

与现有技术相比，本发明技术方案的优点在于：环状磷腈衍生物具有高磷-氮阻燃协调比例、易于功能化的特性，因此，本发明所提供的五烷氧基环三磷腈丙烯酸酯，以其为单体通过共聚制备侧链含磷腈环的线型丙烯酸酯共聚物乳液，利用磷腈本质阻燃特性，应用于纺织品的阻燃整理，可赋予织物以优良的阻燃整理功效，同时，引入的共聚硬单体和软单体可赋予整理织物良好的手感，活性单体可给织物整理效果提供耐久性。

附图说明

图1是按本发明实施例1技术方案制备的五甲氧基环三磷腈丙烯酸酯的红外光谱图；

图2是按本发明实施例2技术方案制备的五乙氧基环三磷腈丙烯酸酯的红外光谱图；

图3是未处理棉织物和五甲氧基环三磷腈丙烯酸酯共聚物乳液处理后的棉织物的红外光谱对照图；

图4是未处理棉织物和五乙氧基环三磷腈丙烯酸酯共聚物乳液处理后的棉织物的红外光谱对照图。

具体实施方式

旋转蒸发除去四氢呋喃溶剂，加入600mL二氯甲烷，溶解、水洗、干燥，蒸除溶剂得淡黄色液体产物为五甲氧基环三磷腈丙烯酸酯60.5g，收率为80.2％。