[发明专利]席夫碱磷腈双基结构阻燃剂、改性聚氨酯阻燃剂合成方法

说明书

本发明公开了席夫碱磷腈双基结构阻燃剂合成方法，包括S1.将六氯环三磷腈与含羟基和活性羰基的化合物、强碱弱酸盐、溶剂反应制备含磷腈中间体；S2.将S1中制得的含磷腈中间体与醇胺类化合物、溶剂反应，制得含席夫碱磷腈双基结构阻燃剂；改性聚氨酯阻燃剂合成方法为将制得的所述席夫碱磷腈双基结构阻燃剂用于水性聚氨酯，制备出含有端羟基含席夫碱磷腈双基结构的水性聚氨酯阻燃剂。席夫碱磷腈双基结构阻燃剂能够有效的提高基材的阻燃性和抗熔滴性；改性聚氨酯阻燃剂结构中含有的席夫碱结构具有一定的稳定性，可以促进熔体的交联和残碳的形成，制备得到的阻燃材料抗熔滴性有所改善，磷腈环中的氮和磷两种元素可以协同阻燃，具有良好的阻燃效果。

技术领域

本发明涉及阻燃剂领域，更具体地说，涉及席夫碱磷腈双基结构阻燃剂、改性聚氨酯 阻燃剂合成方法。

背景技术

席夫碱类化合物主要是指含有亚胺或甲亚胺特性基团(－RC＝N－)的一类有机化合 物，通常由胺和活性羰基缩合而成。席夫碱类化合物及其金属配合物在生物医学、催化、自修复材料、和光学传感器等领域有着重要应用。具有相对稳定结构的席夫碱化合物能够通过形成烧蚀表面来调节材料的热降解，可以具有作为有效的成炭剂。此外，在燃烧过程中，含有席夫碱结构阻燃剂可以在高温下迅速交联，提升熔体黏度和强度来增加聚合物的抗熔滴性，交联结构进一步芳构化并生成稳定的碳层，从而增加阻燃性能。因此将席夫碱结构引入不同含磷阻燃剂分子，以此获得一类新的，或具有特殊性能的含磷阻燃剂是近年来含磷阻燃剂研究的一个热点。

六氯环三磷腈是一种常见的膨胀阻型燃剂中间体，它是一种以磷氮原子单双键交替排 列成为基本骨架的化合物，与磷原子相连的活性氯可以发生加成反应和亲核取代反应，从 而制备不同种类的环磷腈衍生物。基于环三磷腈合成的阻燃剂中，氯原子被无卤基团取代 后，不含卤素，在燃烧的过程中会释放出大量有毒和腐蚀性气体，而且含有较高含量的氮 元素和磷元素，可作为无卤阻燃剂的重要组成部分。目前，含磷阻燃剂以环境友好和高阻 燃效率成为了含卤阻燃剂的替代者，这类阻燃剂用于聚氨酯阻燃时，尽管它们可以有效的 提高聚氨酯的极限氧指数，但是这类阻燃剂实现阻燃的一个重要途径是通过促进聚合物的 降解而加速熔滴的产生来带走热量，以此达到聚氨酯的阻燃。然而燃烧时产生的熔滴可能 引起二次燃烧风险，以及高温烫伤等问题。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种席夫碱磷腈双基结构阻燃 剂、改性聚氨酯阻燃剂合成方法。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种席夫碱磷腈双基结构阻燃剂合成方法，包括如下步骤：

S1.将六氯环三磷腈与含羟基和活性羰基的化合物、强碱弱酸盐、溶剂反应制备含磷 腈中间体；

S2.将S1中制得的含磷腈中间体与醇胺类化合物、溶剂反应，制得含席夫碱磷腈双基 结构阻燃剂。

制备过程中通过六氯环三磷腈与带有羟基和活性羰基的化合物生成带有活性羰基的 中间体，进而醇胺类化合物发生缩合反应，合成了端基为羟基，多官能度的含席夫碱/磷腈 双基结构阻燃剂，阻燃剂分子中的席夫碱和磷腈结构能够有效的提高基材的阻燃性和抗熔 滴性。

优选的，在所述S1中，先将含羟基和活性羰基的化合物、强碱弱酸盐、溶剂在无氧无水条件下，搅拌至反应体系澄清透明，再将六氯环三磷腈溶于溶剂后，滴加到澄清透明的反应体系中，搅拌后制得粗产物，最后将粗产物经旋蒸、水洗、重结晶和干燥得到白色 晶体，即含磷腈中间体。

优选的，所述含羟基和活性羰基的化合物选用对羟基苯甲醛，3-甲氧基-4-羟基苯甲醛， 3-乙氧基-4-羟基苯甲醛，3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲醛，2,5-二甲基-4-羟基苯甲醛，5-(4-羟 基哌啶)-2-噻吩甲醛，6-羟基-2-萘甲醛和2-羟基吡啶-5-醛中的一种或多种，所述溶剂选用 四氢呋喃、苯、甲苯和环己烷中的一种或多种。