[发明专利]线形含磷的席夫碱成炭剂及其合成方法

说明书

本发明公开了一种线形含磷的席夫碱成炭剂及其合成方法，其结构式；其合成方法包括的步骤：在容器中加入带二元胺与溶剂、缚酸剂混合物，冷却到‑10~10℃，缓慢滴加含磷化合物，反应3‑6小时，分离得到含磷二胺中间体；将得到的含磷二元胺中间体和二元醛溶于溶剂中，加热到100~130℃，反应2‑10小时，得到沉淀，经过溶剂洗涤、蒸馏水洗涤、真空干燥，即得到线形含磷席夫碱成炭剂。该合成方法工艺简单，操作容易，适合于产业化，且该类成炭剂不含有卤素，绿色环保。该类成炭剂具有较高的热稳定性和较好的成炭效果，可以广泛使用在聚烯烃等基材中。

技术领域

本发明涉及膨胀型阻燃产品的技术领域，具体地说，本发明涉及一种线形含磷的席夫碱成炭剂及其合成方法。

背景技术

聚合物及其复合材料在日常生活中广泛应用，给人们带来了极大的便利。但是，它们大多属易燃材料，因此，在阻燃要求较高的领域应用受到了限制，非常有必要对聚合物及其复合材料进行阻燃改性；目前，添加型阻燃剂具有操作简单，效果显著等优点，是最为常用的方法。

含卤阻燃剂，尤其是溴系阻燃剂，具有高的阻燃效率；但是该类阻燃剂在燃烧或加工时会释放出卤化氢和烟雾，造成环境的二次污染，因此，非常有必要开发无卤高效阻燃剂。

膨胀型阻燃剂（IFR）在燃烧时能形成致密而膨胀的炭层，降低烟气的释放，并能有效地防止燃烧过程中的熔滴现象，被认为是最有可能替代含溴阻燃剂的品种，广泛应用于聚丙烯类聚合物的阻燃改性。膨胀型阻燃剂通常由酸源、碳源和气源组成，存在的问题是：容易迁移，水溶性大，热稳定性不高，加工过程中容易与多聚磷酸盐反应，因此，开发耐热耐水的成炭剂显得尤其重要。

席夫碱含有C=N双键，具有较高的热稳定性，且在热解过程中能中和活性自由基；含磷化合物则能在燃烧过程中形成多聚磷酸，促进成炭，也能形成PO自由基，捕捉气相的自由基，从而发挥阻燃作用；因此，如果能将C=N双键和P引入到同一个分子结构中，将能获得成炭性能良好的成炭剂。

公开号为CN103073727A的发明专利申请，公开了一种包含席夫碱结构的线型阻燃剂，其分子量较低，热稳定性稍差，还有提高的空间。公开号为CN 106008993A的发明专利申请，公开了一种含磷含席夫碱结构的阻燃剂，具有超支化的结构和较大的分子量，但由于空间位阻问题，聚合反应不能完全，影响了材料的热稳定性能。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种线形含磷的席夫碱成

炭剂及其合成方法，采用含磷结构与席夫碱相结合制备线型的含磷席夫碱成炭剂，充分发挥席夫碱、苯环的热稳定性和成炭作用以及磷的催化成炭功能，获得更高的成炭率和阻燃效率，且本结构为线型结构，易于制备，结构容易控制，活性基团残留少，有利于提高热稳定性。

为了达到上述目的，本发明的线形含磷的席夫碱成炭剂的技术方案是这样实现的，其特征在于，结构式如下：

式中：R为含2-18个碳的直链烷基、苯基或带有取代基的苯基中的一种；

R1为对苯基、间苯基、邻苯基或者带有羟基、甲基的对苯基、间苯基、邻苯基；R2为含磷结构，其结构式为下式（Ⅰ）或（Ⅱ）或（Ⅲ）所示：

R₃为H或含1-18个碳的直链或支链烷基。

为了达到上述目的，本发明的线形含磷的席夫碱成炭剂的合成方法的技术方案是这样实现的，其特征在于，包括如下几个步骤：

步骤一

在容器中加入二元胺、溶剂A及缚酸剂混合物，冷却到-10~10℃，缓慢滴加含磷化合物，反应3-6小时，分离得到含磷二胺中间体；其中含磷化合物、二元胺以及缚酸剂的摩尔比为1:2-5:2；1mol的含磷化合物用50-500ml的溶剂A；