[发明专利]一种可紫外光固化含磷氮无卤阻燃剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于阻燃剂技术领域，具体涉及可紫外光固化的含磷氮无卤阻燃剂及其制备方法。 

背景技术

紫外光交联固化的树脂已越来越广泛地应用于涂料行业、图形艺术行业和微电子行业等领域，它逐渐取代了传统的热引发聚合的涂料和粘合剂。但与传统的合成树脂类似，现有紫外光交联固化树脂的主要缺陷就是它们的易燃性。而现有常规的阻燃剂一般是低分子量的有机或无机添加剂，通常加入量很大，且需在施工时与基料共混，由于其与大分子的相容性不好，共混效果不理想；共混不仅给施工带来了很大的劳动量和繁杂的步骤，而且加入高含量的填料后会导致交联困难和严重的降解，特别是在紫外光交联体系中这个问题显得尤其突出。 

采用含卤单体或齐聚物作为紫外光交联体系的阻燃剂虽然取得了良好的阻燃效果，但由于有卤阻燃剂在燃烧时会产生有毒气体，对环境造成污染，危害人类健康，并有可能损坏设备，因此，减少或限制卤素阻燃剂的使用、发展低烟低毒性气体排放的无卤阻燃剂，已成为当前阻燃领域的研究热点。 

中国专利公开号CN1043516A报道的一种膨胀型水性透明防火涂料，由成膜剂(三聚氰胺-甲醛树脂等)、发泡剂(脲、三聚氰胺等)、碳化催化剂(磷酸氢二铵、聚磷酸铵等)和成炭物质(乙二醇、季戊四醇、糊精等)四种基本组份组成，可广泛应用于高层建筑、地面设施等的木结构防火保护。其缺点是施工以及使用过程中会放出甲醛气体和有机溶剂小分子，对施工人员及使用者会造成健康威胁。 

国际专利WO9952971A1报道了辐射可固化树脂与阻燃剂共混后涂膜固化作为材料的阻燃保护层；但为了达到理想的阻燃目的，阻燃剂的加入量一般占总保护层的5～95wt％。这一方面对可固化树脂与基材的粘结力要求特别高；另一方面对可固化树脂与阻燃剂的相容性要求也很高，以避免共混时相分离；再者，大量的不可固化阻燃剂的存在会使材料的强度大大降低。 

中国专利公开号CN1718657A报道的一种阻燃型紫外光固化聚氨酯丙烯酸涂料及其制备方法，将改性二苯基甲烷二异氰酸酯、带双键的含三聚氰胺-酚醛树脂的改性多元醇、催化剂以及活性稀释剂以200～500∶80～120∶0.1～2∶10～30的重量比例混合，经一定的化学反应得到含三聚氰胺-酚醛树脂的聚氨酯丙烯酸预聚物，再将其与光引发剂以及其他一些助剂搅拌均匀，即得可紫外光固化的阻燃型聚氨酯丙烯酸酯涂料。该方法工艺简单，成本低，应用广泛。其缺点是阻燃效果不如磷氮协效阻燃剂的效果好，且用到的酚醛树脂在涂料施工及使用过程中会释放出甲醛等有害气体。 

中国专利公开号CN1382739A报道了一种辐射可固化含磷超支化聚氨酯丙烯酸酯阻 燃剂及制备方法，以磷酸与环氧化合物反应形成的磷酸酯三元醇为反应基质，按“预聚法”或“一步法”加入二异氰酸酯和辐射可固化的单羟基封端化合物，所得到的辐射可固化含磷超支化聚氨酯丙烯酸酯阻燃剂在紫外光辐照下可快速固化从而获得透明硬质固化膜，其本体氧指数为27。但其缺点是阻燃效率不高，制备步骤繁杂。 

发明内容

本发明的目的是提供一种可紫外光固化的含磷氮无卤阻燃剂及其制备方法，以克服现有光固化透明涂料中存在的上述缺陷。 

本发明的可紫外光固化的含磷氮无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于：以二氯化磷酸苯酯为反应基质，按反应摩尔配比加入部分丙烯酸化或部分甲基丙烯酸化的多元醇或多元酚，加入缚酸剂，在溶剂中冰浴搅拌至不再有氯化氢生成；然后按照反应摩尔比加入带有两个反应性氨基基团的含氮化合物，在冰浴条件下搅拌8～12小时，减压抽滤除去缚酸剂盐，减压蒸馏除去溶剂，所得到的粘稠透明黄色液体即为本发明可紫外光固化的含磷氮无卤阻燃剂。 

所述部分丙烯酸化或部分甲基丙烯酸化的多元醇或多元酚，其化学结构式可表达为HOR₁[O(C＝O)CR₂＝CH₂]_m，式中R₁为含1-12个碳的烷基或芳基，R₂为CH₃或H，m为1、2或3；该部分丙烯酸化或部分甲基丙烯酸化的多元醇或多元酚包括甲基丙烯酸-β-羟乙酯、丙烯酸-β-羟乙酯、2-羟基二甲基丙烯酸甘油酯、2-羟基二丙烯酸甘油酯、1-羟甲基-3，5-二甲基丙烯酸苯酯或1-羟甲基-3，5-二丙烯酸苯酯。 

所述缚酸剂选自三乙胺或吡啶。 

所述冰浴搅拌的温度为-5℃～5℃。 

所述溶剂可以选自四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、乙醚或二氧六环。