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环磷腈衍生物阻燃剂
| 来源：邵君( 先生，国内国际部经理 ) 发布时间：2016-12-25 13:31:22 |
随着纺织品使用量增多、应用范围加大，纺织品引起的火灾也越来越成为人们关注的问题。特别是现在对健康环保要求的提高．研究绿色环保、性能优越的纺织品阻燃剂和绿色阻燃工艺成为了刻不容缓的课题。
磷腈化合物是一类骨架由磷、氮原子交替排列的无机-有机化合物．可分为环磷腈和聚磷腈两大类。磷腈衍生物的磷、氮含量高，显示出优良的不燃性与阻燃性．广泛用作防火阻燃材料和自熄性材料．其氧指数可达到27％～65％。磷腈衍生物是具有磷-氮协同效应的膨胀型阻燃剂，环磷腈衍生物阻燃剂已有在纺织材料、纤维、树脂、橡胶、塑料等方面的研究和应用报道。
因磷腈衍生物多不含有活性基团，致使在织物及纤维整理后耐洗牢度不高，限制了应用领域。本文合成的含有羟基的环三磷腈衍生物，可与纤维素纤维发生接枝反应．提高了整理牢度，且阻燃性能优越。
六氯环三磷腈上的氯原子在一定的环境中易被亲核试剂所取代．本文利用这一特殊化学活泼性．制得含有活性羟基基团的环磷腈衍生物阻燃剂——三丙氧基-三乙醇胺基环三磷腈。使用该阻燃剂配以其他助剂对纯棉织物进行阻燃整理．测试垂直燃烧阻燃性能、极限氧指数及燃烧炭化性能，研究表明其具有很高阻燃性能。
实验材料和仪器：密度270×198(根／10cm)的纯棉平纹白布，市售。
药品：六氯环三磷腈，工业级，使用时经石油醚重结晶提纯；二甲苯，AR：石油谜，AR；三乙胺，AR；乙醇胺，AR；正丙醇，AR；渗透剂JFC，工业级；柔软剂VS，工业级。
测试仪器：红外光谱仪，NEXUS470；质谱仪，1100LC／MSDTrapSL；极限氧指数仪，YG813；织物垂直燃烧测试仪，YG815A；织物强力测试仪，YG026；三目生物摄影显微镜，SA3300-PL。
极限氧指数，GB／T5454-1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》；织物垂直燃烧测试，GB／T5455-1997《纺织织物阻燃性能测定-垂直法》：织物拉伸断裂强力，GB／T3923.1-1997《纺织品织物拉伸性能》；织物撕破强力，GB／T3917.1-1997《纺织品织物撕破性能》。
合成机理，第一步三乙胺作缚酸剂．用亲核试剂正丙醇取代六氯环三磷腈上的三个氯原子；第二步使乙醇胺既作亲核试剂又作缚酸剂取代剩下的氯原子，从而实现引入活性羟基的目标，然后把该衍生物配以其它助剂对棉织物阻燃整理。
磷酸三苯酯tpp具有良好的透明性、柔软性以及抗菌性，具有耐水、耐油、电绝缘性好和相容性好的优点。磷酸三苯酯tpp用途主要用于纤维素树脂、乙烯基树脂、天然橡胶和合成橡胶的阻燃增塑剂,也可用于三乙酸甘油酯薄酯和软片、硬质聚氨酯泡沫、酚醛树脂、以及PPO等工程塑料的阻燃增塑。
环磷腈衍生物阻燃剂的合成：实验采用三乙胺缚酸剂法，用正丙醇直接与磷腈进行反应，生成的氯化氢与三乙胺反应生成乙胺盐，这样降低了反应温度，加快了反应速度。
在装有搅拌器和冷凝回流装置的250mL干燥的四口烧瓶中投入11.4g六氯环三磷腈，80mL的二甲苯溶解后微热搅拌使磷腈充分溶解：然后加入15mL的正丙醇继续搅拌同时通入氮气保护，缓慢升温至70℃,慢慢滴加20mL三乙胺，开始有白烟产生说明有乙胺盐生成，反应5h，瓶底有大量的沉淀产生,冷却后减压过滤得到三丙氧基取代磷腈的二甲苯溶液。
三丙氧基一三乙醇胺基环三磷腈的合成。将上面得到的滤液移到干燥的四口烧瓶中，在搅拌、冷凝回流、通氮气保护条件下，温度缓缓升到70℃后慢慢滴加13mL的乙醇胺，反应5h，瓶底有大量的浅黄色粘稠状液体生成，移去上层溶剂得到粘稠液体并使用二甲苯洗涤多次，真空烘箱中60℃下烘燥24h去除有机溶剂，把粘稠液体溶于少量的蒸馏水，加入一定量的NaHC03，有二氧化碳气体生成，微热反应lh后减压蒸馏去水得乳白色粘稠液体：用无水乙醇把三丙氧基-三乙醇胺基环三磷腈溶解移出，以去除钠盐；减压蒸馏移出液，蒸发掉乙醇后便得到三丙氧基-三乙醇胺基环三磷腈，60℃下真空烘燥24h。三内氧基-三乙醇胺基环三磷腈的产率为86.5％。
棉织物的阻燃整理液配方：合成阻燃剂350g/L，MD树脂80g/L，渗透剂2g/L、柔软剂6g/L、催化剂MgCl22g/L、尿素15g/L。
整理工艺流程：配制整理液→二浸二轧(轧液率85％)→预烘干(80℃)→焙烘(145℃，4min)→水洗→烘干→测试。
文章版权：张家港雅瑞化工有限公司
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