季戊四醇-环三磷腈阻燃剂的制备与应用

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磷腈类阻燃剂与传统的卤系阻燃剂相比,不仅具有高阻燃性、良好的生物相容性、无毒、低烟低卤,不污染环境等特点,而且基本上解决了无机阻燃剂的高添加量而导致材料的物理机械性能下降等不良影响。大量使用的传统卤系阻燃剂如溴化聚合物及齐聚物在燃烧时会释放大量的烟雾和溴化氢气体,严重污染环境。因此对磷腈类阻燃剂的研究具有非常重要的现实意义。  本文设计合成了一类环境友好型阻燃剂——含多羟基取代的六氯环三磷腈衍生物。此环境友好型阻燃剂是由季戊四醇与六氯环三磷腈为原料合成,此合成方法鲜见报道。产物经IR及31P-NMR结构表征,确定六氯环三磷腈与季戊四醇发生了亲核取代反应。通过实验研究了合成方法、原料配比、溶剂以及反应时间对阻燃剂产率的影响,确定了最佳反应条件为物料配比六氯环三磷腈∶季戊四醇=1∶5,并以四氢呋喃为溶剂反应24h,产率达76.45%。采用燃烧法测试了该阻燃剂的阻燃性能,结果显示,阻燃剂浓度达到15%以上可实现、残炭率>40%的良好阻燃效果。  经季戊四醇功能化环三磷腈阻燃剂处理过的棉织物虽然具有较高的阻燃性能,但是阻燃棉织物的耐搓洗性能较差。因此以季戊四醇功能化环三磷腈阻燃剂和硅丙乳液复配制得阻燃浆料。将不同比例复配后的阻燃浆料对棉织物进行阻燃整理,并对其性能进行测试和分析,并确定了最佳的阻燃工艺。实验证明,随着阻燃剂浓度的增大,阻燃棉织物的耐搓洗次数逐渐减少,并确定阻燃剂的最佳用量为15%。  以季戊四醇功能化环三磷腈衍生物为防火助剂,以硅丙乳液为主要成膜物质,空心玻璃微珠等为颜填料,辅以助剂,制得隔热防腐涂料。涂料的耐水性、耐酸碱性都可达200h以上,附着力为0-1级,涂料在燃烧过程中不再有熔滴出现,有较好的抗熔滴性能。
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