[发明专利]一种基于磷杂菲和硼酸酯基团的双基化合物及其制备方法与应用

说明书

本发明提供了一种基于磷杂菲和硼酸酯基团的双基化合物及其制备方法与应用，磷杂菲和硼酸酯基团的双基化合物的制备方法包括：将ODOPB、硼酸以及反应溶剂进行混合搅拌反应一段时间；将上述步骤中得到的产物除去反应溶剂，经过洗涤、过滤以及烘干的步骤后即得；该化合物具有较高的热稳定性和阻燃效率，同时还能够赋予材料良好的力学性能，可广泛应用于树脂、织物、聚酯、聚烯烃领域作为一种添加型阻燃剂，值得广泛推荐应用。

技术领域

本发明涉及阻燃剂制作领域，具体而言，涉及一种基于磷杂菲和硼酸酯基团的双基化合物及其制备方法与应用。

背景技术

双基团阻燃剂的制备与应用研究已经受到了广泛的关注，相关的研究人员进行了大量的研究(在Polymer、Polymer Degradation and Stability、RSC Advances、Journalof Applied Polymer Science、化工新型材料等期刊上均发表了有关双基协同阻燃的研究成果)；研究表明，双基化合物可以作为阻燃剂用于环氧树脂、聚酯、聚烯烃和工程塑料等高分子材料中，往往能够通过发挥双阻燃基团之间的协同效应而发挥优异的阻燃效果；随着相应领域的不断发展，基于这些双基化合物的阻燃添加剂的需求量也越来越大。

磷杂菲DOPO化合物是20世纪70年代开发的一种新型环保磷系阻燃剂，其含磷量高，阻燃效果好，对于环氧树脂等热固型树脂的阻燃效果提升显著；人们利用DOPO分子中活泼的P-H键与双键或环氧基团的加成，开发了DOPO衍生物系列的阻燃剂，如：ODOPB、DOPO-MA、DOPO-ITA等，均具有良好的阻燃效果，在此基础上将DOPO与一些其他含有阻燃特性的基团相结合，形成新的化合物，某些情况下这种新的化合物会具有更高的阻燃效率和更高的热稳定性，因此如何开发一种阻燃性能更为优异的磷杂菲双基化合物是现有技术中亟待解决的技术问题。

含硼阻燃剂是阻燃聚合物常用的一类阻燃剂，该类化合物通常能够通过促进聚合物体系成炭、提升阻隔作用以及抑烟等方式来发挥高效的阻燃效应；然而这类化合物的阻燃效率往往较弱，因此将磷杂菲与含硼的阻燃基团相结合而制备新型双基化合物，既能够提升含硼阻燃剂的阻燃效率，又能够补充磷杂菲在凝聚相阻燃作用的不足。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种基于磷杂菲和硼酸酯基团的双基化合物，所述双基化合物作为一种添加型阻燃剂添加到树脂、纺织物中阻燃性能均比较优异，热稳定性较现有技术中的其他双基化合物显著增强，且同时有助于提升材料的力学性能，适于广泛推广应用。

本发明的第二目的在于提供一种上述双基化合物的制备方法，该方法操作简单、合成方便，操作条件温和，合成出的双基化合物具有优异的稳定性。

本发明的第三目的在于提供一种基于磷杂菲和硼酸酯基团的双基化合物的应用，该双基化合物应用非常广泛，可广泛应用于环氧树脂、聚酯、聚烯烃和工程塑料等高分子材料，为本领域技术人员提供了一种可行的操作路线以增强各种材料的阻燃性能。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供了一种基于磷杂菲和硼酸酯基团的双基化合物(简称ODOPB-Borate)，该双基化合物的化学结构式为：

上述结构为化合物，R是右边基团的代号，波浪线表示分子中具有多个重复的-O-R-O-B-结构,其中硼原子(B)与氧(O)连接。

现有技术中，为了提高阻燃效率，也有记载过关于DOPO与一些特定的新的化合物所合成的双基化合物，比如DOPO与磷腈类化合物、DOPO与三嗪类化合物以及DOPO与硅氧烷类化合物相结合而制备成的新型化合物，这些双基化合物均具有较佳的阻燃效果，但是发明人为了寻找能够取得更佳的阻燃效果的双基化合物，通过大量的实验研究最终发现具有上述结构的双基化合物具有更强的阻燃效率。