发明名称 一种树枝形有机/无机杂化阻燃剂的制备方法
摘要 本发明涉及一种树枝形有机/无机杂化阻燃剂的制备方法,包括N-甲基咪唑季铵盐的制备、N-甲基咪唑季铵盐改性有机蒙脱土的制备、对偶氮苯酚有机蒙脱土的制备、树枝形对偶氮苯酚有机蒙脱土的制备、阻燃剂的制备五个步骤。与现有技术相比,本发明由于采用含有磷、氮的树枝形液晶高分子修饰,因此具有较高的热稳定性能,将其应用于橡胶工业和电缆行业中,可替代或部分替代传统的价格较高、环境不友好以及损害聚合物其它性能的阻燃和补强材料,还可提高橡胶材料的阻燃和力学等性能。
申请公布号 CN103435846B 申请公布日期 2014.11.26
申请号 CN201310287439.2 申请日期 2013.07.09
申请人 上海工程技术大学 发明人 王锦成;孙凯;孙一博;潘晨;赵雯;王军华
分类号 C08K9/04(2006.01)I;C08K3/34(2006.01)I;C08K5/5313(2006.01)I;C08L101/00(2006.01)I 主分类号 C08K9/04(2006.01)I
代理机构 上海科盛知识产权代理有限公司 31225 代理人 林君如
主权项 一种树枝形有机/无机杂化阻燃剂的制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤: (1)N‑甲基咪唑季铵盐的制备: 将对硝基苯胺、亚硝酸钠和蒸馏水按重量比为14‑18∶7.5‑9.5∶28‑56混合并慢慢倒入装有浓盐酸和碎冰的容器中,在0~10℃下搅拌反应10~30min,过滤除去不溶物,加入含有苯酚的乙醇溶液,用5wt%的氢氧化钠溶液调节pH值至8~9,在0~10℃继续搅拌反应1~2h,用稀盐酸调节体系pH值在6~7,加热过滤,水洗,干燥,粗产物用95%乙醇重结晶,真空干燥得到的紫红色晶体为对硝基偶氮苯酚; 将对硝基偶氮苯酚、1,3‑二溴丙烷、无水碳酸钾、碘化钾按重量比为12‑14∶10‑12∶18‑20∶0.5‑1.5溶于丙酮中,加热回流反应18~24h,冷却至室温后倒入冰水中,过滤,干燥,得到的粗产物粗产物用乙醇反复冲洗除去未反应的1,3‑二溴丙烷,真空干燥后得黄色粉末为对硝基偶氮苯基(溴丙烷基)醚; 对硝基偶氮苯基(溴丙烷基)醚和甲基咪唑按重量比为2‑4∶1‑2溶于丙酮中,在氮气保护下,搅拌回流反应24~36h,然后冷却至室温,用旋转蒸发仪减压除去丙酮得粗产物,再将粗产物溶于乙醇,加入沉淀剂正己烷进行重结晶,过滤真空干燥后得红棕色固体,即为N‑甲基咪唑季铵盐; (2)N‑甲基咪唑季铵盐改性有机蒙脱土的制备: 将N‑甲基咪唑季铵盐和无机蒙脱土在氮气保护下,按重量比为20‑40∶60‑80混合并加入体积浓度为70~90%的乙醇水溶液中,加热至90~100℃,保温搅拌2~4h,收集其中的固体,即为N‑甲基咪唑季铵盐改性有机蒙脱土; (3)对偶氮苯酚有机蒙脱土的制备: 将氢氧化钾、4‑硝基酚、N‑甲基咪唑季铵盐改性有机蒙脱土和水按重量比为50‑70∶10‑20∶10‑30∶10‑20搅拌混合均匀,先在150~170℃温度下反应2~4h,然后温度逐步升到200~220℃,在此温度下再反应2~4h,反应结束后,加水并用盐酸调pH值到6~8,过滤得到粗产物,然后用体积比为1/1的乙醇/水重结晶,得到对偶氮苯酚改性有机蒙脱土; (4)树枝形对偶氮苯酚有机蒙脱土的制备: 将2,4‑二硝基苯酚缓慢滴入分散在丙酮中的对偶氮苯酚有机蒙脱土中,2,4‑二硝基苯酚与对偶氮苯酚有机蒙脱土的重量比为80‑100∶100‑120,在氮气保护下,于70~90℃搅拌5~8 h,抽真空以除去未反应的单体,得到树枝形对偶氮苯酚有机蒙脱土; (5)阻燃剂的制备: 将树枝形对偶氮苯酚有机蒙脱土和9,10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物按重量比为5‑15∶30‑50混合,在氮气保护下,于80~100℃搅拌1~2h,产物离心沉淀,于60~80℃真空干燥2~4h,制备得到阻燃剂; 其中,步骤(4)中在氮气保护下,再向体系中加入两次2,4‑二硝基苯酚,三次加入的2,4‑二硝基苯酚重量比为80‑100∶100‑120∶120‑140,最后收集制备得到树枝形对偶氮苯酚有机蒙脱土。 
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