[发明专利]一种含双DOPO基和氮的反应型阻燃剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含双DOPO基和氮的反应型阻燃剂及其制备方法和应用。所述含双DOPO基和氮的反应型阻燃剂利用简单高效的合成方法，通过两步反应即可高收率地制备得到，利用其分子上的反应基团与环氧树脂反应，有效改善了环氧树脂的阻燃性能，并且力学性能还有一定提高，即采用本发明反应型阻燃剂对环氧树脂改性后，环氧树脂的阻燃效果、力学强度同时得到提高，并且通过磷氮协同的阻燃效应，在很低的阻燃剂含量下，所得改性环氧树脂的阻燃性能就能得到很大提高，通过极限氧指数和UL‑94垂直燃烧测试其阻燃性，便可达到V‑0级，极限氧指数(LOI)达到30.9。本发明提供的含双DOPO基和氮的反应型阻燃剂制备方法简单，原料价廉易得，是一种有望工业化的反应型阻燃剂。

技术领域

本发明属于阻燃材料技术领域，尤其是一种含磷反应型大分子阻燃剂及其制备和应用。

背景技术

自从1936年环氧树脂被发明以来，其因为具有良好的物理，化学性能而在交通运输，基础设施建设，船舶和海洋，宇航等几乎所有领域得到广泛的应用。但是由于通用型环氧树脂易燃的特点，在一些特定场合无法使用，或者在日常生活中，一旦反生火灾，对人们的生命和安全带来威胁。随着环氧树脂行业逐渐的精细化，功能化，并且人们的环保意识逐渐增强，卤素阻燃剂一部分逐渐被禁止使用，因此开发新的高效无卤阻燃剂是目前科学家们研究的热点。

目前环氧树脂阻燃剂多种多样，根据阻燃的元素不同分为磷系，氮系，硅系和两种或多种阻燃剂协同的协同阻燃剂。根据阻燃剂的添加方式分为添加型和反应型。虽然磷系阻燃剂在一定程度上比卤素阻燃剂较为环保，但是仍然不符合绿色化学的要求，添加型的阻燃剂在基材中会发生迁移，析出，相比之下，反应型的大分子阻燃剂的阻燃效果更加持久，且在提高环氧树脂的阻燃能力的同时，保持甚至提高环氧树脂的机械性能。Xie等(XieC,Zeng B,Gao H,et al.Improving thermal and flame-retardant properties ofepoxy resins by a novel reactive phosphorous-containing curing agent[J].Polymer EngineeringScience,2014,54(5):1192-1200.)合成了一种单反应官能团的含磷单体DOPO-PHM，然后不同比例的阻燃剂与环氧树脂(E-51)反应，得到不同磷含量的环氧树脂。当磷含量达到1.7％时，极限氧指数(LOI)为33.5％。