[发明专利]一种具有高掺杂率和成炭率的原位掺杂金属化合物的磷腈/三嗪双基分子阻燃剂的制备方法

摘要

本发明公开了一种具有高掺杂率和成炭率的原位掺杂纳米级金属化合物的磷腈/三嗪双基分子阻燃剂的制备方法，是将六氯环三磷腈中的六个氯原子用乙二胺取代，同时将三聚氯氰中的一个氯原子用KH550取代，将得到的三嗪衍生物引入到环三磷腈衍生物的侧链上，得到同时含有磷腈和三嗪基团的双基分子，再将KH550引入至该双基分子的侧链，并将纳米金属化合物Me加入到反应体系中进行硅烷化反应，最终制备而成。该制备方法与之前的工艺相比，通过改变加料的顺序使得前期反应都为较低位阻的分子反应，可很好的解决反应过程中产生的团聚现象，且产率高，重复性好、热稳定性好、阻燃效率高、高金属元素掺杂率以及高成炭率，可广泛应用于各种高分子材料的阻燃改性中。

主权项

1.一种具有高掺杂率和成炭率的原位掺杂纳米级金属化合物的磷腈/三嗪双基分子阻燃剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：步骤(1)将六氯环三磷腈的非质子有机溶剂加入到乙二胺的非质子有机溶剂中，体系中加入缚酸剂，加入的六氯环三磷腈、乙二胺、缚酸剂的摩尔比例为1∶6∶6～1∶12∶12，在保护气体氛围中，‑5～30℃下搅拌3～6小时,得到含有6－(乙二氨基)环三磷腈化合物的混合液；同时将硅烷偶联剂KH550的非质子性有机溶剂加入三聚氯氰的非质子性有机溶剂，并加入缚酸剂，KH550与三聚氯氰的摩尔比例为1∶1～2∶1，‑10～10℃搅拌条件下反应3～15小时，得到含有三嗪衍生物的混合液；所述的六氯环三磷腈与三聚氯氰的摩尔比例为1∶6～1∶12；其中，所述的六氯环三磷腈的非质子性有机溶剂中六氯环三磷腈的浓度为0.1～2mol/L，乙二胺的非质子性有机溶剂中乙二胺的浓度为0.15～3mol/L，三聚氯氰的非质子性有机溶剂中三聚氯氰的浓度为0.35～1.22mol/L，硅烷偶联剂KH550的非质子性有机溶剂中KH550的浓度为1.15～3.89mol/L；步骤(2)将含有6－(乙二氨基)环三磷腈化合物的混合液加入含有三嗪衍生物的混合液中，并加入缚酸剂，缚酸剂与步骤(1)中三聚氯氰的摩尔比例为1∶1～2∶1；40～70℃搅拌条件下反应2～8小时；步骤(3)向步骤(2)反应溶液中加入硅烷偶联剂KH550的非质子性有机溶剂；所述的硅烷偶联剂KH550的非质子性有机溶剂中KH550的浓度为1.15～3.89mol/L，KH550与步骤(1)中三聚氯氰的摩尔比例为1∶1～2∶1；升高温度至80～120℃，搅拌、冷凝条件下反应3～15小时；步骤(4)将步骤(3)得到的产物经过抽滤或水洗将缚酸剂生成的盐除去，得到反应中间产物；步骤(5).将纳米金属化合物Me和蒸馏水加入到步骤(4)所得的反应中间产物中，在40℃～100℃下搅拌或超声1～8小时进行硅烷化反应，制备得目标产物；其中，所述的纳米金属化合物Me、蒸馏水与步骤(3)所加入的硅烷偶联剂KH550的摩尔比例为0.5∶1∶1～3∶6∶1；步骤(6)反应结束后，经过旋蒸、干燥，得到原位掺杂纳米级金属化合物的磷腈/三嗪双基分子阻燃剂；上述所有的非质子性有机溶剂均采用同一种非质子性有机溶剂；上述所有的缚酸剂均采用同一种缚酸剂。