• 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
    • / 12
    • 下载费用:30 金币  

    重庆时时彩个位定胆法: 一种具有树形分子结构的氮磷协效阻燃剂的制备方法和应用.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201611065760.6

    申请日:

    2016.11.28

    公开号:

    CN106674533A

    公开日:

    2017.05.17

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):C08G 83/00申请日:20161128|||公开
    IPC分类号: C08G83/00; C08L23/12; C08L87/00 主分类号: C08G83/00
    申请人: 宋雪晶
    发明人: 宋雪晶
    地址: 523000 广东省东莞市松山湖高新区保利红珊瑚
    优先权:
    专利代理机构: 广州市一新专利商标事务所有限公司 44220 代理人: 刘兴耿
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201611065760.6

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.10.10|||2017.05.17

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种具有树形分子结构的氮磷协效阻燃剂的制备方法,所述方法为将含氮单体和含磷单体通过逐步聚合得到分子主干上含有大量氮磷的树形分子。本发明还公开了采用上述方法获得的具有树形分子结构的氮磷协效阻燃剂在高分子材料中用作阻燃剂的应用,所述具有树形分子结构的氮磷协效阻燃剂不会削弱高分子材料的力学性能。

    权利要求书

    1.一种具有树形分子结构的氮磷协效阻燃剂的制备方法,其特征在于,所述方法为将
    含氮单体和含磷单体通过逐步聚合得到分子主干上含有大量氮磷的树形分子。
    2.如权利要求1所述的具有树形分子结构的氮磷协效阻燃剂的制备方法,其特征在于,
    所述含氮单体包括乙二胺单体、尿素单体、三聚氰胺单体。
    3.如权利要求1所述的具有树形分子结构的氮磷协效阻燃剂的制备方法,其特征在于,
    所述含磷单体为磷酸。
    4.如权利要求1所述的具有树形分子结构的氮磷协效阻燃剂的制备方法,其特征在于,
    将含磷单体加入反应器中,接着缓慢滴入含氮单体并搅拌,如此往复N次,最后再加入无水
    乙醇洗涤,得到白色沉淀,干燥,获得第N代树形分子阻燃剂,所述N为正整数。
    5.一种如权利要求1-4任一项所述的制备方法所获得的具有树形分子结构的氮磷协效
    阻燃剂在高分子材料中用作阻燃剂的应用。

    说明书

    一种具有树形分子结构的氮磷协效阻燃剂的制备方法和应用

    技术领域

    本发明属于阻燃剂制备技术领域,具体的说,是关于一种具有树形分子结构的氮
    磷协效阻燃剂的制备方法和应用。

    背景技术

    膨胀阻燃技术是于20世纪90年代中期发展起来的新型阻燃技术。在膨胀阻燃剂
    (IFR)阻燃塑料时,塑料表面会形成膨胀炭层,起到隔热、隔氧、抑烟和防止融滴的作用,并
    且低烟、低毒、无熔滴、无腐蚀性气体产生。磷氮类IFR主要以磷、氮、碳为主要成分的复合阻
    燃剂,主要由三部分组成:(1)酸源,又称炭化催化剂或脱水剂,通常为无机酸化物或无机
    酸,具有促进炭化物生成的作用,具体品种有:硼酸、磷酸铵盐、磷酸酯、磷酸盐及聚磷酸铵
    (APP)等;(2)炭源,又称成炭剂,主要是一些含碳量较高的碳水化合物或多羟基化合物,如
    聚合物本身(聚氨酯等)、淀粉、木质素、季戊四醇(PER)及双季戊四醇等;(3)气源,又称发泡
    源,可释放出惰性气体从而使炭层膨胀,主要是含氮类化合物,具体品种有:三聚氰胺、尿
    素、双氰胺、APP等。IFR主要通过形成多孔膨胀炭层而在凝聚相起阻燃作用,此炭层是经过
    以下几步形成的:(1)在较低温度下生成可作为脱水剂的无机酸和聚酯化多元醇;(2)在稍
    高的温度下,发生酯化反应,同时可能释放出一些气体小分子;(3)体系在酯化前或酯化过
    程中熔融;(4)由气源产生的不燃气体和反应产生的水蒸气使熔融体系进一步膨胀发泡,与
    此同时,多元醇磷酸酯进一步脱水炭化,形成无机物及炭残留物,且体系进一步膨胀发泡;
    (5)形成多孔泡沫炭层。

    磷系阻燃剂,特别是有机磷系阻燃剂,大都具有低烟、无毒、低卤、无卤等优点,符
    合阻燃剂的发展方向,具有很好的发展前景。有机磷系阻燃剂的主要作用机理是含磷化合
    物的受热分解产物有非常强的脱水作用,能使所覆盖的聚合物表面炭化,形成炭膜。有机磷
    系阻燃剂根据使用方式的不同,可以分为反应型和添加型两类。反应型阻燃剂与聚合物发
    生反应而成为聚合物结构中的一部分。由于它固定在聚合物内部,不挥发,所以阻燃性持
    久。添加型阻燃剂使用方便,始终占据着主导地位。有机磷系阻燃剂包括磷酸酯、亚磷酸酯、
    膦酸酯、有机磷盐和氧化磷,还有磷杂环化合物及聚合物磷(膦)酸酯等,但应用最广的是磷
    酸酯和膦酸酯。有机磷阻燃剂除具有良好的阻燃效果外,兼有增塑剂、润滑剂的功效,所以
    主要用于塑料生产行业。

    磷-氮系阻燃剂不含卤素,也不采用氧化锑为协效剂,含有这类阻燃剂的高聚物受
    热时,表面能够生成一层均匀的碳质泡沫层,起到隔热、隔氧、抑烟的作用,并防止产生熔滴
    现象,故具有良好的阻燃性。如今,美、意等国的一些膨胀型阻燃剂己商品化用于高分子材
    料的膨胀型阻燃剂将成为二十一世纪阻燃剂最为活跃的研究领域之一。

    我国阻燃剂研究起步较晚,与先进国家比起来在产量和品种结构上都还有一定的
    差距。目前,我国阻燃剂总产量仍然不能满足国内需求,主要靠从美国、以色列等购买有机
    磷系及卤-磷系阻燃剂进行补充。当前我国生产的阻燃剂产品以卤、磷系列为主,其中磷系
    阻燃剂主要有三(2一氯乙基)磷酸醋(TCE即、三(一氯丙基)磷酸酯(TCPP)、三(二氯丙基)磷
    酸醋(TDCPP)、反应型复配阻燃剂780等有机卤-磷系阻燃剂;三芳基磷酸醋、三烷基磷酸酯、
    三芳基一烷基磷酸酯及磷酸-磷酸酯等有机磷系阻燃剂:三聚氰胺、三聚氰胺盐(M以)及三
    聚氰胺磷酸盐等氮系阻燃剂以及聚磷酸胺、红磷母粒、多种三聚氰胺衍生物等磷系、磷-氮
    系阻燃剂和膨胀型阻燃剂等等。

    目前,国际上阻燃剂的最新研发热点就是利用多种阻燃元素协效来弥补单一阻燃
    方法的不足,从而较好地平衡阻燃剂用量、性能与成本的关系,满足日益增长的环保与安全
    性的要求。采用磷-氮协效已成为磷系、氮系阻燃剂研究开发的最新方向,磷-氮协效阻燃剂
    兼具磷系和氮系阻燃剂的特点,一般具有高效、低烟、低毒、绿色环保的优点。

    树形分子是一种特殊结构的新型高分子,是通过重复的反应过程来合成的,其具
    有高度支化、结构规整、多端基、单分散等独特的结构。

    发明内容

    本发明的目的在于提供一种具有树形分子结构的氮磷协效阻燃剂的制备方法,将
    含氮单体和含磷单体通过逐步聚合得到分子主干上含有大量氮磷的树形分子,形成氮磷协
    效阻燃剂。该氮磷协效阻燃剂的阻燃效果好、粘度低,可以作为力学性能改性剂,还可以起
    到阻燃的作用,作为高分子材料的阻燃剂。

    为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

    一种具有树形分子结构的氮磷协效阻燃剂的制备方法,该方法为将含氮单体和含
    磷单体通过逐步聚合得到分子主干上含有大量氮磷的树形分子。

    根据本发明,所述含氮单体包括乙二胺单体、尿素单体、三聚氰胺单体等。

    根据本发明,所述含磷单体为磷酸。

    根据本发明,将含磷单体加入反应器中,接着缓慢滴入含氮单体并搅拌,如此往复
    N次,最后再加入无水乙醇洗涤,得到白色沉淀,干燥,获得第N代树形分子阻燃剂,所述N为
    正整数。

    本发明的第二个目的在于提供上述制备方法所获得的所述的具有树形分子结构
    的氮磷协效阻燃剂在高分子材料中用作阻燃剂的应用。

    将本发明的具有树形分子结构的氮磷协效阻燃剂添加到高分子材料中,即可实现
    阻燃的效果又能够改善加工工艺性能和提高力学性能等效果。

    具体实施方式

    以下结合具体实施例,对本发明的一种具有树形分子结构的氮磷协效阻燃剂的制
    备方法及其应用作进一步详细说明。应理解,以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定
    本发明的范围。

    以下实施例中所使用的技术,除非特别说明,均为本领域内的技术人员已知的常
    规技术;所使用的仪器设备等,除非是本说明书特别注明,均为一般本领域的研究和技术人
    员可以通过公共途径获得的。

    本发明将含氮单体和含磷单体通过逐步聚合得到分子主干上含有大量氮磷的树
    形分子,获得具有树形分子结构的氮磷协效阻燃剂。该阻燃剂合成工艺条件简单,在常温下
    完成合成反应。该阻燃剂是大分子阻燃剂,耐水性迁移性好,不会降低本体材料的力学性
    能。

    本发明的树形分子所用单体:磷酸为A3单体,乙二胺、尿素为B2单体、三聚氰胺为B3
    单体。将A3单体和B2单体通过逐步聚合可以形成树形分子,将A3单体和B3单体通过逐步聚合
    也可形成树形分子。

    实施例1氮磷协效阻燃剂的合成

    本实施例以磷酸为A3单体,乙二胺为B2单体。

    第一代树形分子合成方法:

    将0.5mol的磷酸溶解在50ml的去离子水中,放入三口烧瓶;1.5mol的乙二胺在恒
    压漏斗中以大约每秒1滴的滴加速度缓慢滴入到装有磷酸溶液的三口烧瓶中,常温下机械
    搅拌,滴加完成之后,继续反应10min,倒入烧杯,然后加入过量的无水乙醇得到白色沉淀,
    经无水乙醇洗涤三次,干燥后得到第一代树形分子阻燃剂。反应方程式如下:


    第二代树形分子阻燃剂的合成:

    将0.5mol的磷酸溶解在50ml的去离子水中,放入三口烧瓶,1.5mol的乙二胺在恒
    压漏斗中缓慢(大约每秒1滴的滴加速度)滴入到装有磷酸溶液的三口烧瓶中,常温下机械
    搅拌,滴加完成之后,继续反应10min,得到第一代树形分子。

    然后将1.5mol的磷酸溶解在150ml的去离子水中,放入恒压漏斗,以大约每秒1滴
    的滴加速度缓慢滴加到三口烧瓶中,滴加完成后,再将3mol的乙二胺放入恒压漏斗,以大约
    每秒1滴的滴加速度缓慢滴加到三口烧瓶中,滴加完成后继续反应10min,倒入烧杯,加入过
    量的乙醇得到白色沉淀,乙醇洗三次之后,干燥得到第二代树形分子,其结构如下:


    第三代树形分子阻燃剂的合成:

    将0.5mol的磷酸溶解在50ml的去离子水中,放入三口烧瓶,1.5mol的乙二胺在恒
    压漏斗中缓慢(大约每秒1滴的滴加速度)滴入到装有磷酸溶液的三口烧瓶中,常温下机械
    搅拌,滴加完成之后,继续反应10min,得到第一代树形分子。

    然后将1.5mol的磷酸溶解在150ml的去离子水中,放入恒压漏斗,缓慢滴加到三口
    烧瓶中,滴加完成后,再将3mol的乙二胺放入恒压漏斗,以大约每秒1滴的滴加速度缓慢滴
    加到三口烧瓶中,滴加完成后,继续反应10min,得到第二代树形分子。

    然后再将3mol的磷酸溶解到300ml的去离子水中,加入到恒压漏斗,缓慢滴加到三
    口烧瓶中。滴加完成后,将6mol的乙二胺放入恒压漏斗,以大约每秒1滴的滴加速度缓慢滴
    加到三口烧瓶中,滴加完成后继续反应10min。倒入烧杯中,加入过量的无水乙醇得到白色
    沉淀,用无水乙醇洗涤三次后干燥,得到第三代树形分子,其结构如下:



    依次类推,可以得到更高代数的树形分子。

    实施例2

    将实施例1的第三代树形分子阻燃剂与聚丙烯(PP)以一定的组成比在双螺杆挤出
    机中共混,得到阻燃PP,各项性能指标如表1所示。

    表1乙二胺为B2单体的树形分子阻燃剂与PP共混材料性能


    结论:

    (1)随着第三代树形分子阻燃剂含量的增加,阻燃PP的氧指数(LOI)增加,阻燃级
    别提高,说明材料的燃烧性能降低;

    (2)随着阻燃剂含量的增加,材料的拉伸强度先增加,最后略微降低,但依然比未
    加入阻燃剂的PP拉伸强度大;

    (3)随着阻燃剂含量的增加,断裂伸长率增大,弯曲强度逐渐增大;

    (4)随着阻燃剂含量的增加,材料的抗冲击强度先增加,最后略微降低;

    (5)随着阻燃剂含量的增加,材料的粘度逐渐降低。

    综上所述,第三代树形分子阻燃剂可以起到阻燃效果,而且随着第三代树形分子
    阻燃剂的加入,阻燃效果越好,且有助于提升材料的力学性能,降低材料的粘度,有助于材
    料的成型加工。

    实施例3氮磷协效阻燃剂的合成

    本实施例以磷酸为A3单体,尿素为B2单体。

    第一代树形分子合成方法:

    将0.5mol的磷酸溶解在50ml的去离子水中,放入三口烧瓶;1.5mol的尿素溶解在
    50ml的去离子水中在恒压漏斗中缓慢(大约每秒1滴的滴加速度)滴入到装有磷酸溶液的三
    口烧瓶中,常温下机械搅拌,滴加完成之后,继续反应10min,倒入烧杯,然后加入过量的无
    水乙醇得到白色沉淀,经无水乙醇洗涤三次,干燥后得到第一代树形分子阻燃剂。

    第二代树形分子阻燃剂的合成:

    将0.5mol的磷酸溶解在50ml的去离子水中,放入三口烧瓶,1.5mol的尿素溶解在
    100ml的去离子水中,放入恒压漏斗中缓慢(大约每秒1滴的滴加速度)滴入到装有磷酸溶液
    的三口烧瓶中,常温下机械搅拌,滴加完成之后,继续反应10min,得到第一代树形分子。

    然后将1.5mol的磷酸溶解在150ml的去离子水中,放入恒压漏斗,以大约每秒1滴
    的滴加速度缓慢滴加到三口烧瓶中,滴加完成后,再将3mol的尿素溶解到200ml的去离子水
    中放入恒压漏斗,以大约每秒1滴的滴加速度缓慢滴加到三口烧瓶中,滴加完成后继续反应
    10min,倒入烧杯,加入过量的乙醇得到白色沉淀,乙醇洗三次之后,干燥得到第二代树形分
    子。

    第三代树形分子阻燃剂的合成:

    将0.5mol的磷酸溶解在50ml的去离子水中,放入三口烧瓶,1.5mol的尿素溶解在
    100ml的去离子水中,放入恒压漏斗中缓慢(大约每秒1滴的滴加速度)滴入到装有磷酸溶液
    的三口烧瓶中,常温下机械搅拌,滴加完成之后,继续反应10min,得到第一代树形分子。

    然后将1.5mol的磷酸溶解在150ml的去离子水中,放入恒压漏斗,缓慢滴加到三口
    烧瓶中,滴加完成后,再将3mol的乙二胺溶解在200ml的去离子水中,放入恒压漏斗,以大约
    每秒1滴的滴加速度缓慢滴加到三口烧瓶中,滴加完成后,继续反应10min,得到第二代树形
    分子。

    然后再将3mol的磷酸溶解到300ml的去离子水中,加入到恒压漏斗,缓慢滴加到三
    口烧瓶中。滴加完成后,将6mol的尿素溶解在300ml的水中,放入恒压漏斗,以大约每秒1滴
    的滴加速度缓慢滴加到三口烧瓶中,滴加完成后继续反应10min。倒入烧杯中,加入过量的
    无水乙醇得到白色沉淀,无水乙醇洗涤三次后干燥,得到第三代树形分子。

    依次类推,可以得到更高代数的树形分子。

    实施例4

    将实施例3的第三代树形分子阻燃剂与聚丙烯(PP)以一定的组成比在双螺杆挤出
    机中共混,得到阻燃PP,各项性能指标如表2所示。

    表2尿素为B2单体的树形分子阻燃剂与PP共混材料性能


    结论:第三代树形分子阻燃剂可大幅提高PP的氧指数,从17.3提升至33;材料的阻
    燃级别从易燃到V0级。材料的拉伸强度、断裂伸长率、抗冲击强度等力学性能。共混体系的
    粘度从6473下降致4521Pa.s。

    实施例5氮磷协效阻燃剂的合成

    本实施例以磷酸为A3单体,三聚氰胺为B3单体。

    第一代树形分子合成方法:

    将0.1mol的磷酸,放入三口烧瓶;0.3mol的三聚氰胺溶解在100ml的无水乙醇中在
    恒压漏斗中缓慢(大约每秒1滴的滴加速度)滴入到装有磷酸的三口烧瓶中,常温下机械搅
    拌,滴加完成之后,继续反应10min,得到白色沉淀,经无水乙醇洗涤三次,干燥后得到第一
    代树形分子阻燃剂。

    第二代树形分子阻燃剂的合成:

    将0.1mol的磷酸放入三口烧瓶,0.3mol的三聚氰胺溶解在100ml的无水乙醇中,放
    入恒压漏斗中缓慢(大约每秒1滴的滴加速度)滴入到装有磷酸溶液的三口烧瓶中,常温下
    机械搅拌,滴加完成之后,继续反应10min,得到第一代树形分子。

    然后将0.6mol的磷酸放入恒压漏斗,以大约每秒1滴的滴加速度缓慢滴加到三口
    烧瓶中,滴加完成后,再将1.2mol的三聚氰胺溶解到200ml的无水乙醇中放入恒压漏斗,以
    大约每秒1滴的滴加速度缓慢滴加到三口烧瓶中,滴加完成后继续反应10min,得到白色沉
    淀,无水乙醇洗三次之后,干燥得到第二代树形分子。

    第三代树形分子阻燃剂的合成:

    将0.1mol的磷酸放入三口烧瓶,0.3mol的三聚氰胺溶解在100ml的无水乙醇中,放
    入恒压漏斗中缓慢(大约每秒1滴的滴加速度)滴入到装有磷酸溶液的三口烧瓶中,常温下
    机械搅拌,滴加完成之后,继续反应10min,得到第一代树形分子。

    然后将0.6mol的磷酸放入恒压漏斗,以大约每秒1滴的滴加速度缓慢滴加到三口
    烧瓶中,滴加完成后,再将1.2mol的三聚氰胺溶解到200ml的无水乙醇中放入恒压漏斗,以
    大约每秒1滴的滴加速度缓慢滴加到三口烧瓶中,滴加完成后继续反应10min,得到第二代
    树形分子。

    然后再将2.4mol的磷酸加入到恒压漏斗,缓慢滴加到三口烧瓶中。滴加完成后,将
    4.8mol的三聚氰胺溶解在400ml的水中,放入恒压漏斗,以大约每秒1滴的滴加速度缓慢滴
    加到三口烧瓶中,滴加完成后继续反应10min。得到白色沉淀,无水乙醇洗涤三次后干燥,得
    到第三代树形分子。

    依次类推,可以得到更高代数的树形分子。

    实施例6

    将实施例5的第三代树形分子阻燃剂与聚丙烯(PP)以一定的组成比在双螺杆挤出
    机中共混,得到阻燃PP,各项性能指标如表3所示。

    表3三聚氰胺为B3单体的树形分子阻燃剂与PP共混材料性能


    结论:第三代树形分子阻燃剂可大幅提高PP的氧指数,从17.3提升至35.3;材料的
    阻燃级别从易燃到V0级。材料的拉伸强度、断裂伸长率、抗冲击强度等力学性能。共混体系
    的粘度从6473下降致4847Pa.s。

    以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人
    员来说,在不脱离本发明技术的前提下,还可以做出若干改进和润饰,例如,选择其他多官
    能度含磷单体和多氨基的含氮单体;以及将本专利所提到的树形分子的端基进行改性。这
    些改进和润饰也应视为本发明的?;し段?。

    关 键 词:
    一种 具有 树形 分子结构 氮磷协效 阻燃 制备 方法 应用
      专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    关于本文
    本文标题:一种具有树形分子结构的氮磷协效阻燃剂的制备方法和应用.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-6083067.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们

    [email protected] 2017-2018 www.4mum.com.cn网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
     


    收起
    展开
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03