含氮笼状磷酸酯阻燃剂合成工艺研究

以季戊四醇、三氯氧磷、对硝基苯酚为原料,合成了新型磷-氮系阻燃剂--(2,6,7-三氧杂-1-氧代-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷-4-亚甲基)二(4-硝基苯基)磷酸酯,合成收率74%.并用IR、1HNMR和元素分析对其结构进行了初步表征.做了其在环氧树脂E-44中的初步阻燃实验.

无机阻燃剂包覆笼状磷酸酯微胶囊的制备与表征

采用沉积法分别制备了以无机阻燃剂氢氧化镁、氢氧化铝和二氧化硅为壁材的3种笼状磷酸酯微胶囊阻燃剂。对包覆反应条件进行了优化,并用扫描电镜(SEM)、X-射线电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外(FTIR)及热分析(TG)对目标产品进行了分析。研究结果表明,3种目标产物的初始热分解温度与无机物壁材的热稳定性密切相关,但在高温下均有较好的热稳定性。并且无机阻燃剂壁材和芯材之间有较好的协同作用,能促进笼状磷酸酯成炭。在800℃,氢氧化镁、氢氧化铝和二氧化硅包覆微胶囊的残炭率分别达43%、56%和59%。

笼状磷酸酯三聚氰铵盐阻燃剂的合成及阻燃性能研究

以磷酸、季戊四醇、三聚氰胺为原料合成了笼状磷酸酯三聚氰铵盐阻燃剂 ,根据该阻燃剂的膨胀率及剩碳率 ,确定了最优合成条件为 :原料配比 (磷酸 :季戊四醇 :三聚氰铵为 3∶ 1∶ 1) ,中间产品 的合成温度 12 0～130℃ ,合成时间为 90～ 12 0 min,固化温度 190～ 2 10℃ ,固化时间 110～ 130 min。将该阻燃剂应用于聚乙烯 。

含硅三笼状磷酸酯阻燃剂的合成及结构表征

以乙烯基三氯硅烷和1-氧代-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2,2,2]辛烷(PEPA)为原料,合成含硅三笼状磷酸酯阻燃剂,即三(1-氧代-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2,2,2]辛烷-4-亚甲氧基)乙烯基硅烷(EPSi),通过核磁共振光谱、红外光谱、热失重分析等手段对其进行结构表征和热性能分析。结果表明:合成的产物为目标产物EPSi;EPSi在空气和氮气中热分解5%的温度分别为309℃和349℃,700℃残余质量率分别为36.9%和54.5%,具有良好的热稳定性和成炭率。

双环笼状磷酸酯类膨胀阻燃聚丙烯的研究

以笔者自行合成的两种双环笼状磷酸酯Trimer和PEPA(其结构见正文)为基的膨胀型阻燃剂阻燃PP,测定了阻燃PP的LOI和UL-94阻燃性能,并利用锥形量热仪(CONE)测试了其释热速率(HRR)、总释热量(THR)、质量损失速率(MLR)、生烟量及有毒气体释放量等多种燃烧参数。阻燃PP与纯PP相比,HRR、THR及MLR分别降低约70%、60%及50%。

双环笼状磷酸酯阻燃环氧树脂的燃烧行为研究

利用锥形量热仪结合氧指数和垂直燃烧测试方法 ,研究了 1-氧 - 4 -羟甲基 - 2 ,6,7-三氧杂 - 1-磷杂双环 [2 .2 .2 ]辛烷 ( PEPA)阻燃双酚 A缩水甘油醚型环氧树脂的阻燃性能及燃烧行为 .结果表明 :添加 PEPA的环氧树脂体系阻燃性能明显提高 ,同时燃烧时的热释放速率、质量损失速率以及烟和有毒气体的释放量减少 .PEPA是一种性能优异 。

膨胀型双环笼状磷酸酯阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的研究

以自行合成的两种双环笼状磷酸酯 Trimer和 PEPA为基的膨胀型阻燃剂阻燃乙烯 -醋酸乙烯共聚物(EVA) ,测定了阻燃 EVA的 L OI和 U L- 94阻燃性能 ,并利用锥形量热仪 (CONE)测试了其释热速率 (HRR)、总释热量 (THR)、质量损失速率 (ML R)、生烟量 (TSP)及有毒气体释放量等多种阻燃参数 .阻燃 EVA与纯 EVA相比 ,HRR,THR及 ML R分别降低 5 0 %～ 70 %,30 %～ 40 %及 5 0 %,具有良好的阻燃效果 .此外 ,燃烧时生成均匀而致密的闭孔结构炭层 ,孔径大约在 5～ 30 μm之间 ,孔壁为 6～ 9μm.燃烧残炭呈片层结构且燃烧过程中有类石墨结构炭生成 .

环状磷酸酯类阻燃剂的研究进展

综述了环状磷酸酯类阻燃剂的研究现状,包括合成工艺的改进、与其他阻燃剂复配协同阻燃及其在聚丙烯、环氧树脂等工程塑料以及纺织工业中的应用,并展望了环状磷酸酯类阻燃剂的发展趋势。其中合成工艺的改进主要通过添加催化剂、缚酸剂等来降低合成温度、缩短合成时间、降低成本;复配阻燃主要是以环状磷酸酯为基的磷-氮、磷-硅协同阻燃。

一种含笼状硫代磷酸酯仲胺盐的合成与应用

不饱和聚酯树脂(UPR)具有优异的工艺性能和较好的拉伸强度等,因此其用途较为广泛,但UPR在燃烧时会产生大量的黑烟,会严重影响人的生命健康安全。为提升UPR的阻燃性能以及热稳定性,采用以三氯硫磷(PSCl3)、季戊四醇、马来酸酐(MA)和哌嗪为原料,合成一种含有含氮、磷、硫三种阻燃元素的协同阻燃剂,并在该阻燃剂分子中引入笼状结构,以提升UPR热稳定性、力学性能以及阻燃性能等。采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱、热重分析等表征方式对合成目标产物进行了结构和热稳定性鉴定。同时,对所合成的最终产物含笼状硫代磷酸酯仲胺盐(PI-MA-SPEPA)的工艺条件进行了优化,探讨了溶剂配比、反应时间、反应温度等对合成产物产率的影响。研究表明反应温度30℃,反应时间4 h,乙醇和水的最佳溶剂配比为1∶1,最终产物的反应产率最高,可达82.9%。最后,通过垂直燃烧测试对添加阻燃剂的UPR进行了阻燃性能的评价。结果表明,在UPR中加入18%的PI-MA-SPEPA,UPR的阻燃性可达到V-0级。

膨胀型双环笼状磷酸酯阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的研究

以作者自行合成的两种双环笼状磷酸酯Trimer和PEPA(其结构见正文 )为基的膨胀型阻燃剂阻燃乙烯 -醋酸乙烯共聚物 (EVA) ,测定了阻燃EVA的LOI和UL-94阻燃性能 ,并利用锥形量热仪 (CONE)测试了其释热速率 (HRR)、总释热量 (THR)、质量损失速率(MLR)、生烟量 (TSP)及有毒气体释放量等多种阻燃参数。阻燃EVA与纯EVA相比 ,HRR、THR及MLR分别降低约50%～70%、30%～40%及50%左右。

一种笼状磷酸酯三聚氰胺盐的合成新工艺

研究了双（１－氧代－４－亚甲基－１－磷杂－２，６，７－三氧杂双环［２，２，２］辛烷）磷酸酯三聚氰胺盐（简称Ｍｅｌａｂｉｓ）的合成新方法，通过改变原料加入方式和产品结晶方式，使产品收率提高到８１．５％（文献报道最高收率为７０％）。同时采用元素分析、ＩＲ和１ＨＮＭＲ等分析方法证实了产品的结构。

笼状磷酸酯PEPA的合成工艺改进

研究了阻燃剂中间体双环笼状磷酸酯1-氧基磷杂-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷(PEPA)的合成,并对其合成时的物料配比、溶剂种类、反应温度、反应时间及后处理方式进行了系统研究,改进了工艺。在物料比0.9￣1,二氧六环为溶剂,梯度升温反应7h,采用乙醇洗涤后处理的工艺条件下,将产率由文献报道的85%提高到了96%,纯度达96%以上,溶剂回收率达95%。采用红外、核磁、元素分析及液相色谱等对产品进行了表征。

有机笼状膦氮阻燃剂DATPO的合成与阻燃性能研究

以二苯基氯化膦和笼状磷酸酯胺(DTDO)为原料,合成了一种有机笼状膦氮阻燃剂,即二苯基亚膦酰-N-1-氧-1-磷杂-2,6,7-三氧杂辛烷基(DATPO)。探究不同摩尔比、反应温度和反应时间对产率的影响,得到最佳反应条件:n(二苯基氯化膦)∶n(笼状磷酸酯胺)=1∶1,在100℃的条件下反应5h,产品得率为96.0%。通过FT-IR、~1H-NMR、TG-DTA对产物的结构及性能进行了表征,并将产物单独应用或分别与MCA、MPP复配后应用于PBT进行极限氧指数测试。结果表明,该产物有较好的热稳定性和良好的阻燃效果。

包覆态和共混态磷酸酯/无机体系阻燃性能研究

研究了氢氧化镁、氢氧化铝或二氧化硅包覆笼状磷酸酯微胶囊以及上述3种无机阻燃剂和笼状磷酸酯复配共混用于阻燃环氧树脂的性能。采用极限氧指数,垂直燃烧(UL94)以及热分析(TG/DTG)对比了各阻燃体系的阻燃协效性能和热行为。结果表明,3种无机物在复配共混体系中都和笼状磷酸酯有较好的协同阻燃作用,而在包覆体系中阻燃性能都较差。添加量都为20%(17%笼状磷酸酯和3%无机阻燃剂),复配共混体系阻燃环氧树脂的极限氧指数可达32%,且都可以达到UL94V0级;而相应包覆微胶囊体系阻燃环氧树脂的极限氧指数约为24%,阻燃级别仅达UL94V2级。

4种PEPA衍生物阻燃剂的合成

1-氧基磷杂-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷(PEPA)与三氯氧磷分别以摩尔比2∶1和3∶1反应,得到二(2,6,7-三氧杂-1-氧基磷杂双环[2.2.2]辛烷-4-亚甲基)磷酰氯(中间体Ⅰ)和三(2,6,7-三氧杂-1-氧基磷杂双环[2.2.2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯(d),产率分别为84.7%和80%。中间体Ⅰ再分别与三溴苯酚、五溴苄基溴及三聚氰胺反应得到另外3种具有笼状结构的磷酸酯化合物(a^c),收率依次为70%,73.5%,81%。用红外、核磁、元素分析等手段对a^d 4种化合物进行了表征,对其合成工艺进行了探讨。热失重数据表明,目标产物均有较好的成炭性和热稳定性,化合物a^d的初始热分解温度分别为285,325,320,337,500℃时残炭质量分数分别达38.4%,26.3%,56.5%,50.0%。

一种双官能团膨胀型阻燃剂的合成与应用

以三氯氧磷与季戊四醇反应,制备了一种无卤的双官能团膨胀型阻燃剂——笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA),并对其结构进行表征。将该阻燃剂与三聚氰胺氰脲酸酯(MC)协同作用于聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT),考察其对PBT阻燃性能的影响。结果表明:PEPA是良好的成炭剂,与基体有很好的相容性,与MC协同作用于PBT树脂具有出色的阻燃效果(达到UL94V-0级)。同时,由PEPA与MC协同作用的阻燃PBT树脂具有良好的力学性能和热性能。

新型磷系阻燃剂制备技术进展

介绍了近年来我国新型磷系阻燃剂制备技术进展,特别介绍了笼状磷酸酯、多螺环化合物、DOPO及其衍生物、磷—氮化合物类、磷—硅化合物类等阻燃剂制备技术现状,并对磷系阻燃剂发展前景作了展望。

新型结构笼状化合物的发展前景

笼状化合物是指具有三维结构,且为中空、笼状的大分子,文中概述了笼状磷酸酯类化合物、笼状碳、瓜环等常见笼状化合物的发展进程、研究成果以及结构性能,分析并展望了几种笼状化合物在纺织印染行业的应用前景。

阻燃剂有机硅酸单环膦酸酯的合成与应用

以笼状亚磷酸酯4-乙基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷和甲基三甲氧基硅烷为原料,合成一种有机硅磷协同效应的阻燃剂,即有机硅酸单环膦酸酯(MSAMP)。探究不同物质的量比、反应温度以及反应时间对产率的影响,得出最佳反应条件:n(笼状亚磷酸酯):n(甲基三甲氧基硅烷)=1:1.2,在反应温度155℃的条件下反应17h,产品得率为87.5%。通过FTIR、~1H-NMR、TG-DTA对产物的结构及性能进行了表征,将产物应用于191不饱和树脂和PBT,通过极限氧指数法来测试其阻燃性能。结果表明,该产物具有较好的热稳定性及良好的阻燃效果。