[发明专利]阻燃剂、其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于阻燃技术领域，尤其涉及一种阻燃剂、其制备方法和应用。

背景技术

热塑性工程塑料应用于人民生活的方方面面，因为与金属、陶瓷等材料相比，热塑性工程塑料具有很多明显的优点，如大部分塑料的抗腐蚀能力强，不与多数的酸、碱发生反应；质轻；防水耐用；加工成本低；是良好的绝缘体；可加工成不同的形状；可回收再利用，环保。但热塑性工程塑料具有易燃的缺点，限制了其进一步的广泛应用

按UL94标准划分热塑性工程塑料的燃烧等级，改性前只有最低的HB级，通过提高塑料的燃烧等级到V0级，可以大范围的提高塑料的应用领域。塑料在燃烧过程中经常伴随着熔滴现象，为了改善这一问题，在阻燃改性过程中需要提高常规阻燃剂(溴系和三氧化二锑)的用量，不但增加了成本，降低了材料的力学性能，还给环境带来了严重的污染。

含氟聚合物作为阻燃剂可以有效的防止塑料燃烧时发生熔滴，因为含氟化合物添加到聚合物机体中可以提高熔体强度，避免了融垂，帮助塑料达到更高的阻燃级别。目前，市场上通用的含氟阻燃剂多为表面处理过的聚四氟乙烯微粉，聚四氟乙烯极性低，在很多极性较强的树脂中相容性较差，易成团，另外，生产聚四氟乙烯的原料之一全氟辛酸铵(PFOA)具有致癌可能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种阻燃剂，解决现有技术中含氟阻燃剂和塑料聚合物相容性能差、污染环境的技术问题；以及，该阻燃剂制备方法和应用。

本发明是这样实现的，

一种阻燃剂，具有如下结构式I：

其中，X为卤素元素。

以及，

上述阻燃剂制备方法，包括如下步骤：

分别提供结构式为的化合物A和结构式为的化合物B；

将摩尔比为2.05～2.1∶1的化合物A和化合物B加入至PPA溶剂中，在无氧条件及温度为185℃～195℃条件下反应9小时～12小时，得到结构式I的阻燃剂，结构式I为：

其中，X为卤素元素。

本发明进一步提供上述阻燃剂在工程塑料中的应用。

本发明阻燃剂，通过氟元素，有效的起到阻燃作用；通过噁唑杂环，使其同时具有较高的阻燃等级和力学性能，该阻燃剂不具有致癌性，不污染环境。本发明阻燃剂制备方法，操作简单，成本低廉，非常适于工业化生产。

附图说明

图1是本发明实施例一制备的阻燃剂红外光谱图；

图2是本发明实施例一制备的阻燃剂核磁谱图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供一种阻燃剂，具有如下结构式I：

其中，X为卤素元素，例如，氟、氯、溴或碘。

该阻燃剂中，含有氟元素或/和其他卤素元素，其中氟元素含量高，能够起到非常优异的阻燃性能；进一步，该阻燃剂中还包括有噁唑杂环，其中的氮元素不仅具有阻燃功能，还会和聚合物体系(应用于工程塑料后的聚合物)中的氢原子形成氢键交联，进而提高了阻燃剂与聚合物的相容性，使制备的含该阻燃剂的工程塑料同时具有较高的阻燃等级和力学性能。

本发明实施例进一步提供上述阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：

步骤S01，提供原料：

分别提供结构式为的化合物A和结构式为的化合物B；

步骤S02，脱水反应：

将摩尔比为2.05～2.1∶1的化合物A和化合物B加入至PPA溶剂中，在无氧条件及温度为185～195℃条件下反应9～12小时，得到结构式I的阻燃剂，结构式I为：

其中，X为卤素元素。

具体地，步骤S01中，化合物A的名称为4’-卤代苯甲酸(4-XBA)，例如，氟代苯甲酸、氯代苯甲酸、溴代苯甲酸或碘代苯甲酸，化合物A可以从市面上购买得到。化合物B的名称为双(3-氨基-4-羟苯基)六氟丙烷(6F-BAHP)，化合物B可以从市面上购买得到。

具体地，步骤S02中，该化合物A和化合物B的摩尔比为2.05～2.1∶1，优选为2∶1。