本發(fā)明涉及一種含磷、氮環(huán)氧樹脂阻燃固化劑及其制備方法，特別是涉及一種含磷、氮環(huán)氧樹脂阻燃固化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
環(huán)氧樹脂是通用塑料中的一種，它廣泛應(yīng)用于澆筑、涂料、膠粘劑及各種復(fù)合材料中，表現(xiàn)出了優(yōu)良的力學(xué)性能及電學(xué)性能，其較好的加工型和低收縮率更為其廣泛應(yīng)用提供了可能。但是由于其易燃性嚴(yán)重阻礙了其應(yīng)用。因此，采取必要手段提高其阻燃性對(duì)拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域具有重要意義。
傳統(tǒng)的阻燃方式主要為加入添加型阻燃劑。其中對(duì)于阻燃性能的提升表現(xiàn)最優(yōu)的要數(shù)鹵系阻燃劑。但由于研究的深入，發(fā)現(xiàn)其在燃燒過程中會(huì)釋放出少量的二噁英或二苯并呋喃，這些燃燒產(chǎn)生的物質(zhì)會(huì)對(duì)人的身體產(chǎn)生嚴(yán)重傷害，同時(shí)導(dǎo)致塑料制品無法回收或銷毀，在造成極大浪費(fèi)的同時(shí)帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。因此，許多國(guó)家已經(jīng)明令限制含鹵阻燃劑的使用，尋找合適的高效無鹵阻燃劑替代鹵系阻燃劑勢(shì)在必行。
近年來，我國(guó)出現(xiàn)許多環(huán)境問題，從保護(hù)環(huán)境的角度看來，無鹵低毒的高效阻燃劑必定會(huì)成為將來的主流。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種含磷、氮環(huán)氧樹脂阻燃固化劑及其制備方法，本發(fā)明固化劑含有磷、氮兩種阻燃元素，既可以參與環(huán)氧樹脂的固化，同時(shí)，具有阻燃效率高和無鹵、低煙、低毒等特點(diǎn)，符合當(dāng)今人們保護(hù)生態(tài)環(huán)境的要求，這種阻燃固化劑在燃燒過程中大大減少了有毒氣體和腐蝕性氣體的產(chǎn)生。同時(shí)，環(huán)氧樹脂的阻燃劑的制備提高了阻燃性能的基礎(chǔ)上，最大限度地降低對(duì)基體力學(xué)性能的影響。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
一種含磷、氮環(huán)氧樹脂阻燃固化劑，所述的磷、氮環(huán)氧樹脂阻燃固化劑原料包括：三氯氧磷、乙二胺與對(duì)苯二胺，阻燃固化劑具有以下結(jié)構(gòu)：
一種含磷、氮環(huán)氧樹脂阻燃固化劑制備方法，該阻燃固化劑的制備方法包括為兩個(gè)步驟進(jìn)行，第一步，將三氯氧磷(pocl3)和乙二胺在惰性氣體導(dǎo)入下攪拌反應(yīng)生成磷、氮中間體；第二步，將中間體與對(duì)苯二胺在惰性氣體導(dǎo)入下攪拌反應(yīng)，產(chǎn)物經(jīng)過濾、洗滌、干燥處理，得淺灰色固體；
上述過程用化學(xué)反應(yīng)式表示為：
所述的一種含磷、氮環(huán)氧樹脂阻燃固化劑制備方法，在第一步合成磷、氮中間體中，pocl3和二乙胺投料摩爾比為1:1到1.5:1；所用溶劑為二氯甲烷、苯中的一種；所用惰性氣體為氮?dú)?、氬氣或氦氣中的一種；反應(yīng)溫度控制在0~20℃；反應(yīng)時(shí)間為12~16h；以三乙胺或吡啶中的一種作為縛酸劑。
所述的一種含磷、氮環(huán)氧樹脂阻燃固化劑制備方法，在第二步合成磷、氮阻燃固化劑中，中間體和對(duì)苯二胺投料摩爾比為1:2到1:3；所用惰性氣體為氮?dú)狻鍤饣蚝庵械囊环N；反應(yīng)在氯仿、二氯甲烷中的任一種溶劑條件下進(jìn)行；反應(yīng)溫度為40~60℃；反應(yīng)時(shí)間為12~16h；干燥溫度為60~80℃。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是：
1、本發(fā)明提供的一種含磷、氮環(huán)氧樹脂阻燃固化劑，既可以作為一種環(huán)氧樹脂的固化劑，又具阻燃效果，同時(shí)固化物的力學(xué)性能良好。
2、本發(fā)明提供的一種含磷、氮環(huán)氧樹脂阻燃固化劑，具有低毒、高效環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，有利于環(huán)境保護(hù)和我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展。
3、本發(fā)明提供的制備方法簡(jiǎn)單，條件溫和，易于控制，所得的產(chǎn)品純度高，后處理方便。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
實(shí)施例1：
第一步：向裝有回流冷凝管、溫度計(jì)、n2導(dǎo)入管和滴液漏斗的250ml三口瓶中加入三氯氧磷50.598g(0.33mol)，120ml二氯甲烷作為溶劑，再在滴液漏斗中加入二乙胺25.612g(0.35mol)和三乙胺33.393g(0.33mol)，通入n2保護(hù)，在冰浴條件下3h滴加完畢，升溫至20℃，保溫反應(yīng)12h。反應(yīng)結(jié)束后得到淡黃色液漿，將液體進(jìn)行過濾、旋蒸、減壓蒸餾后得到無色透明液體，即為中間體。
第二步：裝有磁力攪拌、滴液漏斗、n2導(dǎo)入管和溫度計(jì)的250ml四口瓶中加入22.512g(0.2mol)對(duì)苯二胺，加入120ml氯仿作溶劑，將20.418g中間體溶于20ml氯仿中，并將其轉(zhuǎn)移到恒壓滴液漏斗中，升溫至60℃開始滴加，2.0h滴加完畢，繼續(xù)反應(yīng)12h，產(chǎn)物經(jīng)過處理即可得淺灰色固體。
實(shí)施例2：
第一步：磷、氮中間體的合成方法同實(shí)施例1。
第二步：裝有磁力攪拌、滴液漏斗、n2導(dǎo)入管和溫度計(jì)的250ml四口瓶中加入22.512g(0.2mol)對(duì)苯二胺，加入120ml二氯甲烷作溶劑，將20.418g(0.1mol)中間體溶于20ml二氯甲烷中，并將其轉(zhuǎn)移到恒壓滴液漏斗中，升溫至40℃開始滴加，2.0h滴加完畢，繼續(xù)反應(yīng)12h，產(chǎn)物經(jīng)過處理即可得淺灰色固體。
實(shí)施例3
第一步：磷、氮中間體的合成方法同實(shí)施例1。
第二步：裝有磁力攪拌、滴液漏斗、n2導(dǎo)入管和溫度計(jì)的250ml四口瓶中加入23.798g(0.22mol)對(duì)苯二胺，加入120ml二氯甲烷作溶劑，將20.418g(0.1mol)中間體溶于20ml二氯甲烷中，并將其轉(zhuǎn)移到恒壓滴液漏斗中，升溫至40℃開始滴加，2.0h滴加完畢，繼續(xù)反應(yīng)12h，產(chǎn)物經(jīng)過處理即可得淺灰色固體。