[发明专利]一种含有DOPS/磷腈结构的阻燃剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种含有DOPS/磷腈结构的阻燃剂及其制备方法和应用，涉及阻燃材料技术领域。所述含有DOPS/磷腈结构的阻燃剂通过分子设计，将磷腈基团和DOPS引入同一阻燃剂分子中，通过双官能团的协同效应可以获得具有优异性能的阻燃材料。其中，DOPS可以增进磷的阻燃效果，促进基材脱水成炭，所以在凝聚相也能表现出优异的阻燃性能；而环三磷腈具有磷、氮元素交替排列成为基本骨架的六元环状结构，磷腈环上的六个氯原子具有活泼的化学反应性，可以全部或部分被结构式(I)所示DOPS取代基团所取代，进而利用磷腈的高成炭性能来提高磷杂菲的阻燃效率，起到协同阻燃的作用。

技术领域

本发明涉及阻燃材料技术领域，尤其是涉及一种含有DOPS/磷腈结构的阻燃剂及其制备方法和应用。

背景技术

目前，含卤阻燃剂在燃烧或高温加工时会放出有毒、腐蚀性气体和烟雾，造成环境污染，危害人类健康。随着人们对环境生活质量的要求越来越高，而且国家的各种环保文件也陆续出台，因此，高分子阻燃材料的趋势将以无卤为主。

在众多的无卤阻燃剂中，磷杂菲类阻燃剂因其环境友好、含碳量高、相容性好、阻燃性持久等优点而被广泛深入研究。利用9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)分子结构中P-H键的活泼特性，可以与多种不饱和基团发生加成反应，制得了一些不同官能团的磷杂菲衍生物阻燃剂分子。此外，DOPO可以与其它阻燃基团共同组成协同阻燃体系，得到了一些双基化合物分子，将其作为添加型阻燃剂应用于环氧树脂、聚酯等聚合物基材中，获得了优异的阻燃效果。

然而，现有磷杂菲类阻燃剂(特指由DOPO衍生出的基团)也具有一定的不足，将其加入聚合物基材中往往会出现成炭性能差，阻燃效率低，加入的阻燃剂量大导致聚合物材料力学性能降低等问题。

因此，研究开发一种阻燃效率高，用量少，同时加入后有助于保持聚合物基材力学性能的阻燃剂，变得十分必要和迫切。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含有DOPS/磷腈结构的阻燃剂，所述含有DOPS/磷腈结构的阻燃剂具有阻燃效率高、用量少、无卤环保等优点，将其作为阻燃剂添加到聚合物基材中，不仅能赋予聚合物材料较高的成炭性能和优异的阻燃性能，还有助于保持聚合物材料良好的力学性能。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供的一种含有DOPS/磷腈结构的阻燃剂，所述含有DOPS/磷腈结构的阻燃剂为链接有DOPS取代基团的环三磷腈化合物；

所述DOPS取代基团的结构如下式(I)所示：

注：所述DOPS取代基团为包含DOPS和-CH-OH结构的如结构式(I)所示的基团，其中，所述DOPS为9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物的简称。

进一步的，所述含有DOPS/磷腈结构的阻燃剂的结构如下式(Ⅱ)所示：

式(Ⅱ)中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆分别独立的选自氢或DOPS取代基团；

所述DOPS取代基团的结构如下式(I)所示：

其中，所述阻燃剂的结构式(Ⅱ)中，R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆至少有一个为DOPS取代基团取代。