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環(huán)磷腈衍生物類(lèi)阻燃劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-10-24 11:30:50 |
隨著紡織品使用量增多、應(yīng)用范圍加大，紡織品引起的火災(zāi)也越來(lái)越成為人們關(guān)注的問(wèn)題。特別是現(xiàn)在對(duì)健康環(huán)保要求的提高．研究綠色環(huán)保、性能優(yōu)越的紡織品阻燃劑和綠色阻燃工藝成為了刻不容緩的課題。
磷腈化合物是一類(lèi)骨架由磷、氮原子交替排列的無(wú)機(jī)-有機(jī)化合物．可分為環(huán)磷腈和聚磷腈兩大類(lèi)。磷腈衍生物的磷、氮含量高，顯示出優(yōu)良的不燃性與阻燃性．廣泛用作防火阻燃材料和自熄性材料．其氧指數(shù)可達(dá)到27％～65％。環(huán)磷腈衍生物類(lèi)阻燃劑是具有磷-氮協(xié)同效應(yīng)的膨脹型阻燃劑，環(huán)磷腈衍生物類(lèi)阻燃劑已有在紡織材料、纖維、樹(shù)脂、橡膠、塑料等方面的研究和應(yīng)用報(bào)道。
因磷腈衍生物多不含有活性基團(tuán)，致使在織物及纖維整理后耐洗牢度不高，限制了應(yīng)用領(lǐng)域。本文合成的含有羥基的環(huán)三磷腈衍生物，可與纖維素纖維發(fā)生接枝反應(yīng)．提高了整理牢度，且阻燃性能優(yōu)越。
六氯環(huán)三磷腈上的氯原子在一定的環(huán)境中易被親核試劑所取代．本文利用這一特殊化學(xué)活潑性．制得含有活性羥基基團(tuán)的環(huán)磷腈衍生物類(lèi)阻燃劑——三丙氧基-三乙醇胺基環(huán)三磷腈。使用該阻燃劑配以其他助劑對(duì)純棉織物進(jìn)行阻燃整理．測(cè)試垂直燃燒阻燃性能、極限氧指數(shù)及燃燒炭化性能，研究表明其具有很高阻燃性能。
實(shí)驗(yàn)材料和儀器：密度270×198(根／10cm)的純棉平紋白布，市售。
藥品：六氯環(huán)三磷腈，工業(yè)級(jí)，使用時(shí)經(jīng)石油醚重結(jié)晶提純；二甲苯，AR：石油謎，AR；三乙胺，AR；乙醇胺，AR；正丙醇，AR；滲透劑JFC，工業(yè)級(jí)；柔軟劑VS，工業(yè)級(jí)。
測(cè)試儀器：紅外光譜儀，NEXUS470；質(zhì)譜儀，1100LC／MSDTrapSL；極限氧指數(shù)儀，YG813；織物垂直燃燒測(cè)試儀，YG815A；織物強(qiáng)力測(cè)試儀，YG026；三目生物攝影顯微鏡，SA3300-PL。
極限氧指數(shù)，GB／T5454-1997《紡織品燃燒性能試驗(yàn)氧指數(shù)法》；織物垂直燃燒測(cè)試，GB／T5455-1997《紡織織物阻燃性能測(cè)定-垂直法》：織物拉伸斷裂強(qiáng)力，GB／T3923.1-1997《紡織品織物拉伸性能》；織物撕破強(qiáng)力，GB／T3917.1-1997《紡織品織物撕破性能》。
合成機(jī)理，第一步三乙胺作縛酸劑．用親核試劑正丙醇取代六氯環(huán)三磷腈上的三個(gè)氯原子；第二步使乙醇胺既作親核試劑又作縛酸劑取代剩下的氯原子，從而實(shí)現(xiàn)引入活性羥基的目標(biāo)，然后把該衍生物配以其它助劑對(duì)棉織物阻燃整理。
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃劑TCPP)生產(chǎn)工藝有以下步驟：
(1)以三氯氧磷和環(huán)氧氯丙烷為原料，在A(yíng)lCl3的催化作用下得到磷酸三(2，3-二氯丙基)酯混合液。
(2)混合液中加入堿液堿洗至中性，靜止分層，除去水層；將油層水洗后再次靜止分層，去除水層，將油層蒸餾后得液體磷酸三(2，3-二氯丙基)酯，再在其 中通入氮?dú)膺M(jìn)行提純。本工藝的制備工藝簡(jiǎn)單，制出的磷酸三(2，3-二氯丙基)酯與現(xiàn)有生產(chǎn)工藝相比純度高，其質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果明顯優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)中的生產(chǎn)工藝 制出的磷酸三(2，3-二氯丙基)酯。
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃劑TCPP)主要用于軟硬聚氨酯泡沫,環(huán)氯樹(shù)酯,聚本乙烯,醋酸纖維素,乙基纖維素樹(shù)脂和酚醛塑料,及槍式泡沫填縫劑的生產(chǎn).特別推薦用剛性聚氨酯泡沫中具有優(yōu)良的熱導(dǎo)及水解穩(wěn)定性,特別適用于A(yíng)STM84(II),用于化合物聚氨酯泡沫和不飽和樹(shù)酯及酚醛塑料在低溫時(shí)具有低粘性.通常還與三氧二銻配合使用,以提高阻燃效率.
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃劑TCPP)是用于條狀﹑快狀泡沫生產(chǎn)中的火焰阻燃劑.它是一種成本低廉的火焰阻燃劑,且具有良好的穩(wěn)定性.用于阻燃聚氨酯泡沫塑料，不飽和聚酯，液態(tài)酚醛樹(shù)脂，粘合劑等重要的阻燃性增塑劑。也可用在礦用運(yùn)輸帶（特別是煤礦）、導(dǎo)風(fēng)筒、電線(xiàn)電纜、蓬布、壁紙、人造革、卷布滾等。在氰酸醚或聚醚與催化劑的混合物中的儲(chǔ)存穩(wěn)定性甚佳。
環(huán)磷腈衍生物類(lèi)阻燃劑的合成：實(shí)驗(yàn)采用三乙胺縛酸劑法，用正丙醇直接與磷腈進(jìn)行反應(yīng)，生成的氯化氫與三乙胺反應(yīng)生成乙胺鹽，這樣降低了反應(yīng)溫度，加快了反應(yīng)速度。
在裝有攪拌器和冷凝回流裝置的250mL干燥的四口燒瓶中投入11.4g六氯環(huán)三磷腈，80mL的二甲苯溶解后微熱攪拌使磷腈充分溶解：然后加入15mL的正丙醇繼續(xù)攪拌同時(shí)通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，緩慢升溫至70℃,慢慢滴加20mL三乙胺，開(kāi)始有白煙產(chǎn)生說(shuō)明有乙胺鹽生成，反應(yīng)5h，瓶底有大量的沉淀產(chǎn)生,冷卻后減壓過(guò)濾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環(huán)三磷腈的合成。將上面得到的濾液移到干燥的四口燒瓶中，在攪拌、冷凝回流、通氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，溫度緩緩升到70℃后慢慢滴加13mL的乙醇胺，反應(yīng)5h，瓶底有大量的淺黃色粘稠狀液體生成，移去上層溶劑得到粘稠液體并使用二甲苯洗滌多次，真空烘箱中60℃下烘燥24h去除有機(jī)溶劑，把粘稠液體溶于少量的蒸餾水，加入一定量的NaHC03，有二氧化碳?xì)怏w生成，微熱反應(yīng)lh后減壓蒸餾去水得乳白色粘稠液體：用無(wú)水乙醇把三丙氧基-三乙醇胺基環(huán)三磷腈溶解移出，以去除鈉鹽；減壓蒸餾移出液，蒸發(fā)掉乙醇后便得到三丙氧基-三乙醇胺基環(huán)三磷腈，60℃下真空烘燥24h。三內(nèi)氧基-三乙醇胺基環(huán)三磷腈的產(chǎn)率為86.5％。
棉織物的阻燃整理液配方：合成阻燃劑350g/L，MD樹(shù)脂80g/L，滲透劑2g/L、柔軟劑6g/L、催化劑MgCl22g/L、尿素15g/L。
整理工藝流程：配制整理液→二浸二軋(軋液率85％)→預(yù)烘干(80℃)→焙烘(145℃，4min)→水洗→烘干→測(cè)試。
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