[发明专利]一种氟钛杂化阻燃剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种氟钛杂化阻燃剂及其制备方法与应用，其特征在于：其分子结构式为：其中R为CH₃CH₂CH₂CH₂^‑或用本发明的氟钛杂化阻燃剂制备阻燃性环氧树脂反应条件简单温和、产率高；产物提纯操作简单，易于工业化；所制备的环氧树脂透明度高，且在保证了优良耐热性和力学性能的前提下，阻燃效果好、适用范围广、符合环保要求。

技术领域

本发明属于有机阻燃技术领域，具体涉及一种氟钛杂化阻燃剂及其制备方法与应用。

背景技术

环氧树脂既包括环氧基的低聚物，也包括含环氧基的低分子化合物。环氧树脂力学性能好、附着力强、固化收缩率小、电绝缘性能优良、工艺性好、稳定性以及抗化学药品性优良。环氧树脂作为胶粘剂、涂料和复合材料等的树脂基体，广泛应用于水利、交通、机械、电子、家电、汽车及航空航天等领域。随着这些领域对环氧树脂可靠性与安全性的要求日益增高，尤其是耐热性、阻燃性越来越引起重视。目前广泛采用的提高环氧树脂阻燃性的方法是添加阻燃剂。

含氟聚合物，具有耐热、耐腐蚀、憎水憎油、电绝缘、低摩擦系数及低毒、不燃性等多种优异性能，用有机氟改性环氧树脂一方面由于C-F键能很大，使得改性环氧树脂的耐热性能得到提高，另一方面在高温环境下能增加分子间重排，在表面沉积出现高稳定性的碳层，起到保护内部聚合物交联网络的作用。环氧树脂中引入的大体积的三氟甲基(CF₃)可进一步阻碍了聚合物分子链段的运动，同时CF₃基团能富集在环氧树脂的表面，使高表面能的环氧树脂具有优异的防水、防油性能。戴李宗等(一种含氟自润滑型织物涂层材料及其制备方法，公开号CN103410003A)将含氟单体与环氧氯丙烷合成了含氟环氧树脂涂料，用酸酐型固化剂固化并添加活性稀释剂，得到了绿色环保环氧固化体系。

钛是一种有效的阻燃元素，可有效降低火焰传播速率，20世纪70年代已有钛阻燃剂对羊毛纤维的阻燃研究。戴李宗等(一种硅磷钛三元素协同阻燃环氧树脂及其制备方法，201610200021.7)采用含磷有机钛杂化倍半硅氧烷改性环氧树脂，将金属钛引入到硅磷协同体系中，提高了阻燃效果。

现有利用氟元素与钛元素结合对环氧树脂进行阻燃改性的技术方案存在配方复杂，反应条件苛刻等缺陷。本发明针对这种不足，采用两种资源丰富，廉价易得的原料进行反应条件温和的有机杂化合成，对环氧树脂进行改性，少量添加不仅可以保持树脂的透明度和力学性能，更极大提高了其耐热阻燃性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氟钛杂化阻燃剂。

本发明的另一目的在于提供上述氟钛杂化阻燃剂的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述氟钛杂化阻燃剂的应用。

本发明的技术方案如下：

一种氟钛杂化阻燃剂，其分子结构式为：

其中R为CH₃CH₂CH₂CH₂^-或

上述氟钛杂化阻燃剂的制备方法，其合成反应式如下：

具体如下：

称取六氟双酚A于有机溶剂中，20～50℃下溶解搅拌，接着滴加钛酸丁酯，滴加完毕后室温反应8～24h，最后除去溶剂并提纯后得到氟钛杂化阻燃剂；上述六氟双酚A与钛酸丁酯的摩尔比为1∶4.0～5.0，六氟双酚A与有机溶剂的比例为1g∶30～50mL。

上述氟钛杂化阻燃剂在制备阻燃性环氧树脂中的应用。