[发明专利]一种含氮磷阻燃剂双(4-氨基苯氧基)苯基氧化磷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种含氮磷阻燃剂，具体是指一种含氮磷阻燃剂双(4－氨基苯氧基)苯基氧化磷及其制备方法。 

背景技术

聚酰亚胺是综合性能最佳的有机高分子材料之一，耐高温达400℃以上，长期使用温度范围－200～300℃。聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物，其中以含有酞酰亚胺结构的聚合物最为重要。聚酰亚胺作为一种特种工程材料，已广泛应用在航空、航天、微电子、纳米、液晶、分离膜、激光等领域。近来，各国都在将聚酰亚胺的研究、开发及利用列入21世纪最有希望的工程塑料之一。聚酰亚胺，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，其巨大的应用前景已经得到充分的认识，被称为是解决问题的能手(protion solver)，并认为没有聚酰亚胺就不会有今天的微电子技术。 

聚酰亚胺特种材料在航空、航天等领域的应用越来越显示其优异性。但该领域对耐特高温的阻燃型聚酰亚胺的需求越来越多。这就要求我们采用特别的原料来合成聚酰亚胺。 

研究发现，氮磷类氧化磷具有优异的阻燃性能，所以，采用氮磷类氧化磷作为合成聚酰亚胺材料的原料，进一步改善和提高聚酰亚胺材料的耐高温性能和阻燃性能，具有重要意义。 

发明内容

本发明的目的是提供一种含氮磷阻燃剂双(4－氨基苯氧基)苯基氧化磷及其制备方法，本发明的含氮阻燃剂阻燃效果好，合成性强。 

本发明是通过以下方式实现的：一种含氮磷阻燃剂双(4－氨基苯氧基)苯基氧化磷，其特征在于：所述含氮磷阻燃剂双(4－氨基苯氧基)苯基氧化磷的结构式为 

本发明的另一个目的是提供上述含氮磷阻燃剂双(4－氨基苯氧基)苯基氧化磷的制备方法，其步骤包括：将质量份数为3-10份的对硝基苯酚、质量份数为2-8份的三乙胺在THF中混合后降温至-10℃-10℃后加入催化剂氯化亚铜，然后缓慢加入质量份数为1-10份苯基磷酰氯，在室温下反应10-60小时后纯化得到双(4－硝基苯氧基)苯基氧化磷；将质量份数为0.5-10份的双(4－硝基苯氧基)苯基氧 化磷与质量份数为1.5-72份二水氯化锡混合加入浓盐酸与乙醇混合溶液中，在室温下反应1-15小时后中和并纯化得到所述含氮磷阻燃剂双(4－氨基苯氧基)苯基氧化磷。 

优选的，所述苯基磷酰氯是溶解在THF中在10-60分钟内滴加。 

优选的，所述氯化亚铜的加入量的质量份数为0.01-0.3。 

优选的，所述加入苯基磷酰氯后在0℃反应1-4小时后再升温至室温反应10-60小时。 

优选的，所述双(4－硝基苯氧基)苯基氧化磷的纯化是指先减压过滤后将滤液萃取2-5次，再将萃取液干燥浓缩并重结晶得到双(4－氨基苯氧基)苯基氧化磷。 

优选的，所述浓盐酸添加量为每克双(4－硝基苯氧基)苯基氧化磷加入8-20mL浓盐酸。 

优选的，所述中和是加入质量浓度为10-35％的NaOH水溶液。 

优选的，所述双(4－氨基苯氧基)苯基氧化磷的纯化是先萃取1-3次后浓缩并重结晶得到的。 

本发明的反应合成路线如下： 

第一步反应得到双(4－硝基苯氧基)苯基氧化磷： 

第二步反应得到双(4－氨基苯氧基)苯基氧化磷： 

磷-氮系阻燃剂主要通过凝聚相阻燃发挥作用，经过其阻燃的高聚物燃烧时在其表面形成多孔炭层，隔热、隔氧、阻止可燃气体进入气相。形成炭层进而阻燃的过程中，碳源、酸源、气源相互作用，首先在150℃的较低温度下，由酸源产生能酯化多元醇和可作为脱水剂的酸。在稍高于释放酸的温度下，酸与多元醇(碳源)进行酯化反应，而体系中的胺则作为此酯化反应的催化剂，加速反应进行。体系在酯化反应前或酯化过程中熔化。反应过程中产生的水蒸气和由气源产生的不燃性气体使己处于熔融状态的体系膨胀发泡，同时，多元醇和酯脱水炭化，形成无机物及炭残余物，且体系进一步膨胀发泡。反应接近完成时，体系胶化和固化，最后形成多孔炭层。 

磷-氮系阻燃剂也可在气相中发挥作用，因为胺类化合物遇热可分解产生NH₃，H₂O、N0，前两种气体可以稀释气相中的氧浓度，后者可以终止链支化反应。另外，燃烧区中的自由基也可能碰撞到形成炭层的微粒上而淬灭，致使链反应终断。