羟甲基膦酰杂环状苯基硫代膦酸酯化合物的合成与应用研究

以三羟甲基氧化膦和苯基硫代膦酰二氯为主要原料,制备了有机硫-磷阻燃剂1-硫代-4-氧代-1-苯基-4-羟甲基-2,6-二氧杂-1,4-二磷杂环己烷(ODPRSP)。研究了主要反应因素,确定适宜的反应条件为n(三羟甲基氧化磷)∶n(苯基硫代膦酰二氯)为1∶1,反应在90℃保温反应3 h、115℃保温反应6 h。产率达95.3%。通过FTIR,~1H-NMR,差热分析及极限氧指数等技术表征了产物的结构及性能。在不饱和树脂中的应用表明ODPRSP具有良好的阻燃性能。

微胶囊膨胀石墨对EPDM/PP阻燃性能影响的研究

为了提高可膨胀石墨在聚合物中的阻燃效率及其与聚合物的界面相容性,含磷聚氨酯可作为可膨胀石墨的有效界面改性剂。以三羟甲基氧化磷和甲苯-2,4-二异氰酸酯为反应原料,采用溶剂法制备了含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨。利用红外光谱和扫描电镜表征含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨的结构。采用极限氧指数和UL-94垂直燃烧、热重分析及电子拉力机等表征手段,研究了含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨对EPDM/PP热塑性弹性体阻燃性能、热稳定性和力学性能的影响。实验结果表明:含磷聚氨酯成功包覆在可膨胀石墨表面形成微胶囊膨胀石墨,含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨能明显提高EPDM/PP的阻燃性能;当含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨的添加量为30%时,氧指数约达25%,UL-94垂直燃烧达到V-0等级,700℃时的残碳率约为20.4%;相比可膨胀石墨,添加30%的含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨后的EPDM/PP复合材料的最大热分解温度达450℃,提高了约8%。含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨的加入能有效降低阻燃剂对EPDM/PP热塑性弹性体的力学性能的破坏,添加了30%的含磷聚氨酯微胶囊膨胀石墨复合材料的综合性能最好。

大豆油基聚氨酯阻燃泡沫的制备与表征

本文以甲醇开环环氧大豆油(ESO)得到大豆油多元醇(SBP),再与三羟甲基氧化膦(THPO),甲苯二异氰酸酯(TDI),表面活性剂(AK8805)和水反应得到大豆油基聚氨酯阻燃硬质泡沫。用红外(FT-IR)和核磁(~1H-NMR)对环氧大豆油和大豆油多元醇进行了表征。通过压缩试验、热重分析(TG)、扫描电镜(SEM)、极限氧指数、垂直燃烧仪等手段对泡沫的性能进行了测试。结果表明,随着三羟甲基氧化磷(THPO)含量增加,泡沫的力学性能和阻燃性能都得到了提高。

磷硅协同阻燃改性水性聚氨酯

采用三羟甲基氧化膦(THPO)与纳米SiO2改性水性聚氨酯制备了一系列含磷含硅水性聚氨酯(SiPWPU),并研究了SiPWPU的阻燃性能和阻燃机理。结果表明:磷含量为1.37%(w),SiO2含量为4%(w)时,SiPWPU的极限氧指数可达31.4%,热释放速率降低35.8%;随着SiO2含量增加,SiPWPU的残炭率升高,硅含量为4%(w),残炭率由未改性水性聚氨酯的0.63%增至6.48%。THPO和SiO2主要在凝聚相起阻燃作用,对气相也有阻燃效果。

阻燃剂4-膦酰杂笼状亚磷酸酯的合成及应用

以三氯化磷和三羟甲基氧化膦为主要原料,制备了同环双膦阻燃剂4-膦酰杂笼状亚磷酸酯,即4-氧基-2,6,7-三氧杂-1,4-二磷杂双环[2,2,2]辛烷(ODPCP)。研究得出了最佳工艺条件为三氯化磷和三羟甲基氧化膦的物质量比为1∶1,在85℃条件下保温反应5 h。产率为96.5%,熔点为(82±2)℃,分解温度为(273±5)℃。通过红外(FTIR)和核磁(~1H-NMR)对产物进行了表征,再通过差热分析(TG-DTA)分析了产物的热稳定性,最后测试了产物的极限氧指数。结果表明:产物结构与目标化合物一致;具有较好的热稳定性;产物无论是单独还是与氰尿酸三聚氰胺盐(MCA)或三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)复配后应用到聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)中都具有良好的阻燃效果。

反应型阻燃剂环状有机膦硅酸酯的合成与应用

以二氯二甲基硅烷(DMDCS)和三羟甲基氧化磷(THPO)为原料,制备得到一种反应型阻燃剂环状有机膦硅酸酯,即1,1-二甲基-1-硅杂-2,6-二氧杂-4-氧基-4-膦杂-4-羟甲基环己烷。以二乙二醇二甲醚为溶剂,二氯二甲基硅烷和三羟甲基氧化磷的摩尔比为1∶1,最佳工艺条件为在40℃以下,缓慢滴加二氯二甲基硅烷,滴加完成后,在1 h内将温度升至70℃,保温反应8 h,然后,升温至130℃,保温反应6 h,采用碳酸钠水溶液纯化处理产物,收率为95.2%,采用红外光谱、核磁共振、元素分析和极限氧指数等方法对产物的结构及性能进行分析可知,产品可以应用于环氧树脂材料中,具有良好的成炭性和阻燃效果。产物是一种含有活性羟基官能团的反应型有机磷硅协同阻燃剂,也可以作为有机合成中间体具有更广泛的应用。

三羟甲基氧化磷对苎麻毡/酚醛复合材料性能影响

采用三羟甲基氧化磷(THPO)作阻燃剂,苎麻纤维复合毡作增强材料制备了酚醛树脂基复合材料,对材料的力学性能进行了测试,采用锥形量热仪和极限氧指数测试对复合材料的阻燃性能进行了表征。结果表明,与未添加阻燃剂相比,添加质量分数5%的THPO的复合材料的弯曲强度和内结合强度均得到了明显提高,但随着用量增加,其力学性能逐渐降低。THPO添加质量分数为30%时,复合材料的氧指数达到了26.5,阻燃效果良好。

一种同环双膦阻燃剂的合成及其应用研究

以苯基膦酰二氯及三羟甲基氧化膦为原料,合成了一种高含磷量同环双膦阻燃剂——羟甲基膦酰杂环状苯基膦酸酯(即1,4-二氧-1-苯基-4-羟甲基-2,6-二氧杂-1,4-二磷杂环己烷)。通过考察溶剂、原料物质量比、反应温度及反应时间等对该产物产率的影响,确定了最佳合成条件,同时利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(1H-NMR)、热重(TG)分析及极限氧指数(LOI)测试等手段表征了产物的结构及性能。结果表明:当采用乙二醇二乙醚作为溶剂,且苯基膦酰二氯和三羟甲基氧化膦的物质量比为1:1、反应温度为120℃、反应时间为6 h时,产物的产率达到最大值(94.5%)。产物具有较好的热稳定性,当其应用于191不饱和聚酯或聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)时均表现出了良好的阻燃成炭效果;另外,当其与氰尿酸三聚氰胺盐(MCA)复配用于PBT阻燃时,表现出明显的协同阻燃效应。