[发明专利]含磷席夫碱衍生物膨胀型阻燃剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含磷席夫碱衍生物膨胀型阻燃剂及其制备方法。这类聚合物可应用于阻燃剂领域中，且这类聚合物不含卤素，属于环保型的阻燃剂。

背景技术

当今社会绿色环保的呼声日益高涨，阻燃领域亦是如此。无机类阻燃剂和膨胀型阻燃剂是目前科学界和工业界公认的环保阻燃剂，在很多领域已得到应用。然而无机阻燃剂如氢氧化铝或氢氧化镁等所需添加量高，阻燃效率较低，使得材料的力学性能和加工性能受到较大的破坏；膨胀型阻燃剂的阻燃剂虽然性能好，添加量低，但较低的热分解温度限制了其在工程塑料中的应用，同时其较小的分子量容易造成基体在使用过程中的迁移现象，容易导致阻燃效率下降。随着强制性环保阻燃法规的相继出台，开发阻燃效率高、热稳定性好、长链型的无卤环保阻燃剂已成为近年来的研究热点。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述问题，提供一种新型的“三源一体”环保型阻燃剂结构，并提供了制备方法。所合成的阻燃剂热稳定性高，且具有较长的分子链结构，不易发生迁移；聚合工艺操作简单，反应条件温和。

本发明的含磷、氮的膨胀型聚合物阻燃剂其结构通式如下式（I）所示：

通式（I）中，R₁为C₂~C₄的直链、异构烷烃，芳香环，二亚乙基胺或环己基。

通式（I）中，A₁，A₂，A₃，A₄为H原子或甲基。

通式（I）中，n值为1~1000范围内的整数。

上述具有结构通式（I）的制备方法，包含以下步骤：

（1）制备具有席夫碱结构的化合物（Ⅱ）

（1.1）将含羟基醛基类化合物（Ⅳ）溶于无水乙醇中得反应溶液，化合物（Ⅳ）在无水乙醇中的浓度范围是0.001mol/L~50mol/L，然后将反应溶液升温至50~80°C；将二胺类化合物（Ⅴ）溶于无水乙醇中，二胺类化合物（V）在无水乙醇中的浓度范围是0.001mol/L~50mol/L，然后滴加到上述反应溶液中，升温至回流后继续反应1~5小时，冷却至室温，过滤并干燥得到具有席夫碱结构的化合物（Ⅱ）；其反应方程式如下：

或

（1.2）将含双醛基类化合物（Ⅵ）溶于无水乙醇中，化合物（Ⅵ）在无水乙醇中的浓度范围是0.001mol/L~50mol/L，溶液升温至50~80°C；再将含羟基胺类化合物（Ⅲ）溶于无水乙醇，羟基胺类化合物（Ⅲ）在无水乙醇中的浓度范围是0.001mol/L~50mol/L，然后滴加到上述溶液中；升温至回流后继续反应1~5小时，冷却至室温，过滤并干燥得到具有席夫碱结构的化合物（Ⅱ）；其反应方程式如下：

（2）结构通式（Ⅰ）的制备

将具有席夫碱结构的化合物（Ⅱ）和相转移催化剂溶于氢氧化钠溶液中，氢氧化钠溶液的浓度范围是0.1~10mol/L，并加入到装有机械搅拌的三颈烧瓶中，再将溶于二氯甲烷的二氯化磷酸苯酯溶液迅速加入到上述溶液中，二氯化磷酸苯酯在二氯甲烷中的浓度范围是0.001mol/L～10mol/L，，然后在25°C下快速搅动，反应0.5~5h后，将产物抽滤，并用乙醇和水冲洗，真空干燥，得到结构通式为（Ⅰ）的目标产物；反应方程式如下：

本发明步骤（1.1）所述的含羟基醛基类化合物为3-羟基苯甲醛或者1,4-对羟基苯甲醛中的任一种。

本发明步骤（1.1）所述的二胺类化合物为芳香二胺，C₂~C₄的直链或异构烷烃二胺，二乙烯三胺中的任一种。

本发明步骤（1.1）所述的含羟基醛基类化合物与二胺类化合物摩尔比为2~10:1。

本发明步骤（1.2）所述的含羟基胺类化合物化学结构如式（Ⅲ）所示：

通式（Ⅲ）中，A₁，A₂，A₃，A₄为H原子或甲基。

本发明步骤（1.2）所述的含双醛基类化合物为1,4-对苯二甲醛，邻苯二甲醛，间苯二甲醛中的任一种，其中可优先选用1,4-对苯二甲醛作为反应体系的双醛基类化合物。

本发明步骤（1.2）所述的含双醛基类化合物与二胺类化合物摩尔比为2~10:1。

本发明步骤（2）所述的具有席夫碱结构的化合物（Ⅱ）和二氯化磷酸苯酯的摩尔比是1:1。