笼状磷酸酯PEPA的合成工艺研究

在以二氧六环为溶剂,季戊四醇与三氯氧磷物料比为1∶1,缓慢滴加三氯氧磷的条件下,合成阻燃剂中间体双环笼状磷酸酯1-氧基磷杂-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷(PEPA),并对影响其产率的几个主要因素,如:反应温度、反应时间及是否进行预处理以及是否添加缚酸剂等因素进行初步研究,优化工艺路线。     

含氮笼状磷酸酯阻燃剂合成工艺研究

以季戊四醇、三氯氮磷、对硝基苯酚为原料,合成了新型磷-氮系阻燃剂——(2,6,7-三氧杂-1-氧代-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷-4-亚甲基)二(4-硝基苯基)磷酸酯,合成收率74％。并用IR、~1HNMR和元素分析对其结构进行了初步表征。做了其在环氧树脂E-44中的初步阻燃实验。     

含氮笼状磷酸酯阻燃剂合成工艺研究

以季戊四醇、三氯氧磷、对硝基苯酚为原料，合成了新型磷-氮系阻燃剂——(2，6，7-三氧杂-1-氧代-1-磷杂双环[2．2．2]辛烷-4-亚甲基)二(4-硝基苯基)磷酸酯，合成收率74％。并用IR、^1HNMR和元素分析对其结构进行了初步表征。做了其在环氧树脂E-44中的初步阻燃实验。     

一种笼状磷酸酯三聚氰胺盐的合成新工艺

研究了双（１－氧代－４－亚甲基－１－磷杂－２,６,７－三氧杂双环［２,２,２］辛烷）磷酸酯三聚氰胺盐（简称Ｍｅｌａｂｉｓ）的合成新方法,通过改变原料加入方式和产品结晶方式,使产品收率提高到８１．５％（文献报道最高收率为７０％）。同时采用元素分析、ＩＲ和１ＨＮＭＲ等分析方法证实了产品的结构。     

含硅三笼状磷酸酯阻燃剂的合成及结构表征

以乙烯基三氯硅烷和1-氧代-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2,2,2]辛烷(PEPA)为原料,合成含硅三笼状磷酸酯阻燃剂,即三(1-氧代-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2,2,2]辛烷-4-亚甲氧基)乙烯基硅烷(EPSi),通过核磁共振光谱、红外光谱、热失重分析等手段对其进行结构表征和热性能分析。结果表明:合成的产物为目标产物EPSi;EPSi在空气和氮气中热分解5%的温度分别为309℃和349℃,700℃残余质量率分别为36.9%和54.5%,具有良好的热稳定性和成炭率。     

笼状双环磷酸酯的环己基醚的合成

用４－羟甲基笼状双环磷酸酯与环己烯加成,确定了合成笼状双环磷酸酯的环己基醚类衍生物的最佳条件。     

笼状磷酸酯三聚氰铵盐阻燃剂的合成及阻燃性能研究

以磷酸、季戊四醇、三聚氰胺为原料合成了笼状磷酸酯三聚氰铵盐阻燃剂，根据该阻燃剂的膨胀率及剩碳率，确定了最优合成条件为：原料配比(磷酸：季戊四醇：三聚氰铵为3：1：1)，中间产品I的合成温度120～130℃，合成时间为90～120min，固化温度190～2l0℃，固化时间110～130min。将该阻燃剂应用于聚乙烯，取得了良好的阻燃效果。     

无机阻燃剂包覆笼状磷酸酯微胶囊的制备与表征

采用沉积法分别制备了以无机阻燃剂氢氧化镁、氢氧化铝和二氧化硅为壁材的3种笼状磷酸酯微胶囊阻燃剂。对包覆反应条件进行了优化,并用扫描电镜(SEM)、X-射线电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外(FTIR)及热分析(TG)对目标产品进行了分析。研究结果表明,3种目标产物的初始热分解温度与无机物壁材的热稳定性密切相关,但在高温下均有较好的热稳定性。并且无机阻燃剂壁材和芯材之间有较好的协同作用,能促进笼状磷酸酯成炭。在800℃,氢氧化镁、氢氧化铝和二氧化硅包覆微胶囊的残炭率分别达43%、56%和59%。     

4种PEPA衍生物阻燃剂的合成

1-氧基磷杂-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷(PEPA)与三氯氧磷分别以摩尔比2∶1和3∶1反应,得到二(2,6,7-三氧杂-1-氧基磷杂双环[2.2.2]辛烷-4-亚甲基)磷酰氯(中间体Ⅰ)和三(2,6,7-三氧杂-1-氧基磷杂双环[2.2.2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯(d),产率分别为84.7%和80%。中间体Ⅰ再分别与三溴苯酚、五溴苄基溴及三聚氰胺反应得到另外3种具有笼状结构的磷酸酯化合物(a~c),收率依次为70%,73.5%,81%。用红外、核磁、元素分析等手段对a~d 4种化合物进行了表征,对其合成工艺进行了探讨。热失重数据表明,目标产物均有较好的成炭性和热稳定性,化合物a~d的初始热分解温度分别为285,325,320,337,500℃时残炭质量分数分别达38.4%,26.3%,56.5%,50.0%。     

膨胀型双环笼状磷酸酯阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的研究

以作者自行合成的两种双环笼状磷酸酯Trimer和PEPA(其结构见正文 )为基的膨胀型阻燃剂阻燃乙烯 -醋酸乙烯共聚物 (EVA) ,测定了阻燃EVA的LOI和UL-94阻燃性能 ,并利用锥形量热仪 (CONE)测试了其释热速率 (HRR)、总释热量 (THR)、质量损失速率(MLR)、生烟量 (TSP)及有毒气体释放量等多种阻燃参数。阻燃EVA与纯EVA相比 ,HRR、THR及MLR分别降低约50%～70%、30%～40%及50%左右。     

聚合磷酸酯阻燃剂的合成及应用研究

以三氯氧磷、乙醇及乙二醇为主要原料,二氯乙烷为溶剂,辛酸亚锡为催化剂,三聚氰胺为缚酸剂,制备了含端羟基的聚合磷酸酯阻燃剂。讨论了反应的主要因素,确定适宜的反应条件为:n(三氯氧磷)∶n(乙醇)∶n(乙二醇)为1∶1∶1.05,0℃滴加入乙醇,反应依次在25℃、45℃、65℃分别保温反应2h、2h和1h。产率89.2%,数均相对分子质量MnGPC=3750,分布指数PD=1.27。用FT IR,1 H NMR表征了产物结构。在聚氨酯硬泡沫中进行了应用实验,极限氧指数达到29,且表现出良好的低温尺寸稳定性。     

阻燃剂二羟基硅酸双硫代PEPA酯的 合成及应用

以四氯化硅（STC）与1-硫基磷杂-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷（SPEPA）为原料,合成二羟基硅酸双硫代PEPA酯阻燃剂,即二羟基硅酸双-1-硫基磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛基-4-甲酯(SDSPE)。探讨了溶剂、反应温度、反应时间及物料比等对产率的影响,最优化工艺条件：二氧六环作溶剂,四氯化硅与SPEPA物质的量比为1:2.1,在30℃下反应6h,再与二倍物质的量的水在60℃下反应4h,得二羟基硅酸双硫代PEPA酯,产率为93.9%。通过FTIR、1H-NMR、热重分析及极限氧指数测试等对产物的结构及性能进行了表征。测试结果表明,产物有很好的热稳定性,且应用于191不饱和树脂时,表现出了较好的阻燃效果。     

氯溴代烷基磷酸酯阻燃剂的合成与阻燃性研究

本文对新戊二醇、溴素、三氯氧磷和环氧乙烷等为原料合成了氯溴代烷基磷酸酯阻燃剂－３－溴－２,２－二甲基丙基－２－溴乙基－２－氯乙基磷酸酯（ＣＢＡＰ－９１２）,探索了温度、时间、原料配比,催化剂用量等反应条件对产率的影响。用化学方法,ＦＴＩＲ、ＴＧ等方法对该合成产物的性能和结构进行了表征。并研究了该阻燃剂在不饱和聚酯树脂和聚氯乙烯中的阻燃性,结果表明其上有良好的阻燃性能。     

包覆态和共混态磷酸酯/无机体系阻燃性能研究

研究了氢氧化镁、氢氧化铝或二氧化硅包覆笼状磷酸酯微胶囊以及上述3种无机阻燃剂和笼状磷酸酯复配共混用于阻燃环氧树脂的性能。采用极限氧指数,垂直燃烧（UL94）以及热分析（TG/DTG）对比了各阻燃体系的阻燃协效性能和热行为。结果表明,3种无机物在复配共混体系中都和笼状磷酸酯有较好的协同阻燃作用,而在包覆体系中阻燃性能都较差。添加量都为20 %（17 %笼状磷酸酯和3 %无机阻燃剂）,复配共混体系阻燃环氧树脂的极限氧指数可达32 %,且都可以达到UL94 V0级;而相应包覆微胶囊体系阻燃环氧树脂的极限氧指数约为24 %,阻燃级别仅达UL94 V2级。     

三聚氰胺磷酸盐的绿色合成及阻燃性研究

以三聚氰胺和磷酸为主要原料,以去离子水为溶剂合成了三聚氰胺磷酸盐(MP);运用正交试验法设计试验方案,考察了反应物的配比、反应温度和反应时间对反应产率的影响;用傅立叶变换红外光谱(FTIR)仪进行了结构表征,使用极限氧指数仪和垂直燃烧仪测试了其对热塑性聚氨酯(PUR-T)弹性体的阻燃性能.研究结果表明,由FTIR谱图分析产物中含有C=N,P=O,C-N,N-H,P-OH等基团,确定了产物是MP;在合成反应中接近最佳反应的条件是:三聚氰胺与磷酸的物质的量之比为1:1、合成反应温度为95℃,合成反应时间为1.5 h,在此条件下合成MP的产率为95.17%;当将产物添加到PUR-T中MP与PUR-T质量比达到28:100时,燃烧级别达到UL94 V-0级,点燃时间长,自熄时间短,成炭效果好,且阻燃效果优于聚磷酸铵阻燃剂.