[发明专利]含酰亚胺结构的环三磷腈无卤阻燃剂、制备方法及用途

说明书

本发明涉及一种含酰亚胺结构的环三磷腈无卤阻燃剂，所述无卤阻燃剂具有式(1)的结构。本发明提供的无卤阻燃剂具有分子内的自协效阻燃效果，提高阻燃剂的阻燃效率，降低阻燃剂用量；能很好的分散在树脂组合物中。

技术领域

本发明涉及一种无卤阻燃剂，特别是涉及一种含酰亚胺结构的环三磷腈无卤阻燃剂及其制备方法，本发明提供的含酰亚胺结构的环三磷腈无卤阻燃剂分子内部的协同阻燃效果明显，是一种含酰亚胺结构的环三磷腈自协效无卤阻燃剂，能够用于热固性树脂或热塑性树脂的无卤阻燃改性；所谓自协效无卤阻燃剂意指具有阻燃剂分子内部的协同增效的阻燃效果。

背景技术

环三磷腈阻燃剂因其无毒、低烟和低吸湿性等优点，常用于环氧树脂、聚碳酸酯、聚丙烯、聚乙烯、ABS等材料的阻燃改性。但现有大多数的环三磷腈阻燃剂如六苯氧基环三磷腈，六羟甲基苯氧基环三磷腈等，P和N元素分子内的协同效率不明显，阻燃剂的阻燃效果不佳。

为了达到预期的阻燃要求，往往需要在热固性或热塑性高分子材料中加入较高含量的环三磷腈阻燃剂，或者从外部引入含磷化合物作为酸源与环三磷腈实现分子间的协效阻燃作用，这两种方法均不利于环三磷腈阻燃改性高分子材料获得最优的配方，易导致高分子材料的耐热性能大幅度下降。

CN104478934A和CN101560227分别公开了含双氧杂环磷酸酯的环三磷腈阻燃剂，通过双氧杂环磷酸酯为环三磷腈提供酸源，提高环三磷腈阻燃剂的阻燃效率。但双氧杂环磷酸酯的耐水性和耐热性并不理想，不利于其在对耐水性和耐热性要求较高领域的应用。

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(简称DOPO)为代表的含P-H键的含磷芳香化合物，因其较好的耐热性、不易水解、不易挥发、与聚合物相容性好等优点，常用来与环三磷腈合成环三磷腈自协效阻燃剂。CN104262399A公开了DOPO与六-(环氧丙基)环三磷腈反应制备了基于磷杂菲和磷腈基团的双基化合物；CN104262399A公开了DOPO与含醛基的环三磷腈制备了含环三磷腈结构的氧杂膦菲阻燃剂。CN101993456A公开的磷杂菲磷腈无卤阻燃剂具有如下的结构：

CN104403128A公开了一种含磷腈/DOPO双基结构含磷阻燃剂，结构式如下：

现已公开的这些环三磷腈阻燃剂中，阻燃剂的阻燃效率有了明显地提高，但明显降低了高分子材料的耐热性能，尤其是初始降解温度。如专利CN101993456A报道的阻燃剂阻燃改性环氧固化物中，虽然当环氧固化物中含磷量为1.2wt％时，固化物的阻燃性能达到了UL 94V-0级，但固化物1％的失重温度降低了72℃。因此，目前研究报道的环三磷腈阻燃剂在制备高性能阻燃高分子材料并不适用。

本领域需要开发一种环三磷腈无卤阻燃剂，其分子内部的协同增效阻燃效果明显，且对树脂组合物的其他性能，诸如初始降解温度和玻璃化转变温度，影响较小，保证了树脂组合物的热稳定性。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种含有含磷芳香化合物、酰亚胺和环三磷腈三种结构的环三磷腈自协效无卤阻燃剂，其具有热稳定性好、成炭率高和阻燃效率高的特点。

本发明目的之一所述含酰亚胺结构的环三磷腈无卤阻燃剂，具有式(1)的结构：

其中，Y选自或-O-R'；

R具有结构，其中，R₁和R₂独立地选自芳香基团、芳氧基基团；R′选自取代或未取代的芳香基团。

本发明式(1)所述的结构中，环三磷腈结构一共能够外接6个基团，这6个基团中必须含有一个其余5个基团可以任意的选自或-O-R'；典型但非限制性的式(1)的结构为：