本發(fā)明涉及阻燃劑
技術領域：
，具體涉及一種DOPO衍生物阻燃劑及其制備方法。
背景技術：
：鹵系阻燃劑是含有鹵素元素并以鹵素元素起阻燃作用的一類阻燃劑。鹵系的四種鹵系元素氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)都具有阻燃性，阻燃效果按F、Cl、Br、I的順序依次增強。以碘系阻燃劑最強。生產上，只有氯類和溴類阻燃劑被大量使用.而氟類和碘類阻燃劑少有應用，這是因為含氟阻燃劑中C-F鍵太強而不能有效捕捉自由基.而含I阻燃劑的C-I鍵太弱易被破壞.影響了聚合物性能(如光穩(wěn)定性)，使阻燃性能在降解溫度以下就已經喪失。9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物，簡稱DOPO，其結構中含有P-H鍵，對烯烴、環(huán)氧化合物和羰基化合物極具活性，可反應生成許多衍生物。DOPO及其衍生物由于分子結構中含有聯苯環(huán)、菲環(huán)、O＝P－O鍵，所以比普通的有機磷酸酯具有更強的阻燃性能。由Saito于1972年首次報道其合成路線。DOPO及其衍生物可作為反應型和添加型阻燃劑，其合成的阻燃劑無鹵、無煙、無毒，不遷移，阻燃性能持久。在提高材料的阻燃性能的同時，不影響材料的力學強度等機械性能。其可用于聚酰胺、線性聚酯、聚氨酯、環(huán)氧樹脂等多種材料阻燃處理，國外已廣泛用于電子設備用塑料、銅襯里壓層、電路板等材料的阻燃。雖然具有良好的阻燃性能，但是隨著加入量的增加，會對材料本身的性能帶來一些不利的影響。技術實現要素：本發(fā)明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種DOPO衍生物阻燃劑及其制備方法，隨著固化物中磷含量的增加，固化物的阻燃性增大；當阻燃劑含量達到5-10％時，固化物可以達到UL94，V-0級。為實現本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用如下技術方案：一種DOPO衍生物阻燃劑，其結構式如下：一種DOPO衍生物阻燃劑的制備方法，包括如下步驟：(1)將氨基二甲基五氟苯基硅烷和8-三氟甲基喹啉-2-甲醛在溶劑中加熱，反應結束后，得含有中間產物I的反應體系；(2)將DOPO加入到步驟(1)得到的含有中間產物I的反應體系中加熱，反應結束后，洗滌、干燥，得DOPO衍生物阻燃劑。其反應過程為：具體地，上述步驟(1)中氨基二甲基五氟苯基硅烷和8-三氟甲基喹啉-2-甲醛的摩爾比為1:1。具體地，上述步驟(1)中反應時間為4-6h。具體地，上述步驟(1)中加熱溫度為80℃。具體地，上述步驟(1)中溶劑為乙醇、DMF或DMSO。具體地，上述步驟(1)中溶劑的加入量為氨基二甲基五氟苯基硅烷和8-三氟甲基喹啉-2-甲醛質量和的6-12倍。具體地，上述步驟(2)中的DOPO和步驟(1)中的8-三氟甲基喹啉-2-甲醛的摩爾比為1:1。具體地，上述步驟(2)中的反應溫度為80℃。具體地，上述步驟(2)中的反應時間為4-6h。本發(fā)明具有的有益效果：(1)本發(fā)明的一種DOPO衍生物阻燃劑，隨著固化物中磷含量的增加，固化物的阻燃性增大；當阻燃劑含量達到5-10％(含磷量為0.23wt％-0.47wt％)時，固化物可以達到UL-94，V-0級。(2)本發(fā)明的一種DOPO衍生物阻燃劑，引入了大量的氟元素，可以使阻燃劑在固化物中具有一定的表面遷移性，使固化物中阻燃劑的含量由內到外逐漸增加，使固化物表面含阻燃劑量最高，使其添加量低，阻燃效果優(yōu)異。(3)本發(fā)明的一種DOPO衍生物阻燃劑，結構上含有氟原子，由于C-F鍵太強而不能有效捕捉自由基，使阻燃劑具有較好的熱穩(wěn)定性，抗紫外線照射，對光穩(wěn)定劑作用影響小。(4)本發(fā)明所使用的原料易得、工藝簡單、成本低、易于工業(yè)化生產。附圖說明下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1是本發(fā)明具體實施例1的DOPO衍生物阻燃劑核磁譜圖。具體實施方式現在結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。實施例1一種DOPO衍生物阻燃劑的合成步驟為：(1)將12.1g的氨基二甲基五氟苯基硅烷和11.3g的8-三氟甲基喹啉-2-甲醛在80℃的140.4g乙醇中加熱4h，反應結束后，得含有中間產物I的反應體系；(2)將10.8g的DOPO加入到步驟(1)得到的含有中間產物I的反應體系中在80℃條件下4h加熱，反應結束后，洗滌、干燥，得DOPO衍生物阻燃劑，產率85.1％。其紅外測試結果如下：FTIR(KBr)：N-H伸縮振動峰3410cm-1，C-H伸縮振動峰3070cm-1，C-N特征峰1288cm-1，C-F特征峰1100cm-1，C-Si特征峰1255cm-1,P-O-C特征峰1032cm-1,P-O-Ph特征峰1231cm-1，P-Ph特征峰1595cm-1，P＝O特征峰1212cm-1，芳氫的面外彎曲振動峰900cm-1。核磁譜圖如圖1所示，核磁測試結果如下：1H-NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.27(l，1H)，8.17(k，1H)，7.87(j，1H)，7.54(i，2H)，7.2-7.35(g，5H),7.05(f，1H)，6.88(e，`H)，6.79(d，`H)，3.90(c，1H)，2.00(b，1H),0.66(a，6H)。實施例2一種DOPO衍生物阻燃劑的合成步驟為：(1)將7.24g的氨基二甲基五氟苯基硅烷和6.76g的8-三氟甲基喹啉-2-甲醛在80℃的126gDMF中加熱5h，反應結束后，得含有中間產物I的反應體系；(2)將6.5g的DOPO加入到步驟(1)得到的含有中間產物I的反應體系中在80℃條件下5h加熱，反應結束后，洗滌、干燥，得DOPO衍生物阻燃劑，產率86.5％。FTIR(KBr)：N-H伸縮振動峰3390cm-1，C-H伸縮振動峰3040cm-1，C-N特征峰1288cm-1，C-F特征峰1100cm-1，C-Si特征峰1260cm-1,P-O-C特征峰1032cm-1,P-O-Ph特征峰1231cm-1，P-Ph特征峰1595cm-1，P＝O特征峰1210cm-1，芳氫的面外彎曲振動峰900cm-1。實施例3一種DOPO衍生物阻燃劑的合成步驟為：(1)將24.1g的氨基二甲基五氟苯基硅烷和22.5g的8-三氟甲基喹啉-2-甲醛在80℃的560gDMSO中加熱6h，反應結束后，得含有中間產物I的反應體系；(2)將21.6g的DOPO加入到步驟(1)得到的含有中間產物I的反應體系中在80℃條件下6h加熱，反應結束后，洗滌、干燥，得DOPO衍生物阻燃劑，產率86.6％。FTIR(KBr)：N-H伸縮振動峰3370cm-1，C-H伸縮振動峰3045cm-1，C-N特征峰1288cm-1，C-F特征峰1100cm-1，C-Si特征峰1260cm-1,P-O-C特征峰1032cm-1,P-O-Ph特征峰1231cm-1，P-Ph特征峰1595cm-1，P＝O特征峰1215cm-1，芳氫的面外彎曲振動峰850cm-1。應用實施例：按照表1稱取物料：表1：應用實施例DOPO衍生物阻燃劑(g)聚苯乙烯(g)P含量應用實施例1309700.13wt％應用實施例2409600.19wt％應用實施例3509500.23wt％應用實施例4809200.37wt％應用實施例51009000.47wt％將DOPO衍生物阻燃劑和聚苯乙烯混合均勻；加入雙螺桿擠出機中，在機組溫度200-220℃、模頭溫度210℃、螺桿轉速200rpm的條件下，擠出造粒，再經干燥，冷卻，得到阻燃聚苯乙烯樣品。對該樣品進行UL94垂直燃燒試驗，結果表2所示：以上述依據本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。當前第1頁1 2 3