湖南大学学报（自然科学版）新型阻燃剂季戊四醇双磷酸二氢酯三聚氰胺盐的合成和性能研究曹声春，金胜明，谭本祝（湖南大学化学化工学院，湖南长沙082）氮系阻燃剂2， 2羟甲基1， 3丙二基双磷酸二氢酯三聚氰胺盐，经熔点及红外数据初步确认了分子结构，并测定了该化合物对聚丙烯（ PP）的阻燃性能。

　　随着高分子材料的广泛应用，其制品的安全性越来越受重视。 20世纪70年代以来，国外阻燃材料发展迅速，对阻燃剂的需求量日益增加。我国的阻燃材料及其应用技术的开发研究越显重要。目前，有机阻燃剂的发展趋势是低烟、无卤素，以磷氮系替代锑溴系磷氮系阻燃剂的阻燃机理是通过热解阻燃剂释放出磷酸和不燃性气体，后者起稀释空气中的氧的作用，而磷酸则是焦化的催化剂，促使燃烧表面形成一层多孔性焦化保护膜，起到隔热和隔氧作用，能中断燃烧的链锁反应[ 2 3].为此，本研究设计并合成了一种新型含磷、氮的磷酸酯阻燃剂季戊四醇双磷酸二氢酯三聚氰胺盐（ C）[4 ].阻燃剂（ C）具有低烟、高效和热稳性好等特点，可作为添加型阻燃剂用于聚烯烃中，尤其适于丙烯共聚物和均聚物的阻燃。其合成路线如下：1实验1. 1试剂及仪器聚丙烯（工业级）。

　　HC2型氧指数测定仪，南京江宁分析仪器厂美国FTAQ S20型红外光谱仪 X T4熔点测定仪。

　　1. 2阻燃剂的合成1. 2. 1化合物（ A）的合成取季戊四醇34 g于盛有125 mL氧氯化烯的三口瓶中，搅拌，热至75℃，反应24 h ，冷却，过滤，用二氯甲烷洗涤，干燥至恒重，得白色固体，再经冰醋酸重结晶，得白色晶体1. 2. 2化合物（ B）的合成取化合物（ A） 25. 7 g加入盛有去离子水200 mL的三口瓶中，于100℃下反应2 h，减压脱水，冷却，得无色粘稠液26 g.测得熔点为103℃～109℃。

　　的合成在250 mL三口瓶中加入25. 7 g化合物（ B） ， 100 mL去离子水， 24 g三聚氰胺，搅拌，缓慢升温至90℃，反应2 h，冷却、过滤和干燥，再用95 DM SO重结晶，得白色固体，化合物（ C）收率94 .采用IR， N M R， M S及元素分析，确认了化合物（ C）的结构。

　　1. 3化合物（ C）阻燃性能测试采用HC2型氧指数测定仪按GB240680测定氧指数，参照GB934388测定自燃点，考察化合物（ C）对聚丙烯（ PP）的阻燃性能。

　　2结果与讨论2. 1物料比对化合物（ A）收率的影响在反应温度75℃，反应时间24 h下考察物质的量比（n （ POCl季戊四醇） ）对（ A）收率的影响，结果。

　　结果表明，物料比对（ A）收率的影响出现峰值（物质的量比为5）。因为过量的氧氯化磷起到溶剂作用，改善了物流和传质效果，使（ A）收率提高。但料比过大，由于季戊四醇浓度下降，且尾气产生雾沫夹带，不利于（ A）的生成。以n（ POCl季戊四醇）= 5为宜。

　　2. 2反应温度对（ A）收率的影响） /n （季戊四醇）= 5，反应时间24 h，对反应温度进行优化试验，结果如） /n （季戊四醇）对（ A）的影响） /n（季戊四醇）反应温度/℃度，收率逐渐下降，这是由于温度过高，造成副反应多，尾气夹带严重所致。宜于75℃左右为好。

　　2. 3物料比和反应温度对（ A）水解度的影响在反应温度100℃，反应时间2 h下考察物料比m水（质量比）对（ A）水解度的影响，取得表3结果。

　　在反应时间2 h， m水= 7. 5下进行温度条件试验，结果如表4.

　　水水解度/反应温度/℃水解度/湖南大学学报（自然科学版） 2000年由于（ A）的水解反应分两步进行在低温和（ A）浓度较低时，主要进行第一步水解，随着反应温度和（ A）浓度的提高，第二步水解反应加速，从而取得表3和表4的结果。其结果表明，采用反应温度100℃左水质量比为6. 5～7. 5较好。

　　2. 4化合物（ C）的阻燃性能和阻燃机理按1. 3方案考察化合物（ C）对PP的阻燃效能，结果见表5.

　　氧指数/OI自燃点/℃自熄时间燃烧特性续燃有烟少烟无烟，结焦结果表明，阻燃剂（ C）对PP有良好的阻燃和抑烟性能，是一种较理想的有机阻燃剂。

　　此阻燃剂中的磷、氮具有协调阻燃功能。因为阻燃剂中的磷在凝聚相中起作用，而其中的氮则在气相中起作用。研究表明，化合物（ C）在燃烧时元素磷生成液态磷酸，它在表面焦化过程中起催化脱水作用，而化合物（ C）中的三聚氰胺在燃烧时放出N H起到稀释空气中的氧的效能，同时，所产生的气体使焦化层膨胀形成多孔性保护层，起到隔热和隔绝空气的作用。

　　3结论1）以氧氯化磷与季戊四醇为原料，合成季戊四醇二磷酰氯，经水解，与三聚氰胺反应，合成了2， 2羟甲基1， 3丙二基双磷酸二氢酯三聚氰胺盐，并确认其化合物结构。

　　2）通过优化研究，确定了合成的优化条件。化合物（ A）的合成：反应温度75℃，物质） /n（季戊四醇）= 5，反应时间24 h，其收率79～80 化合物（ A）的水解：反应温度100℃，质量比m水3）经性能测试结果表明，化合物（ C）对材料具有良好的阻燃和抑烟性能，是一种较理想的新型阻燃材料。

　　4结束语气动凿岩机性能测试系统的研究和开发改变了传统落后的凿岩机测试手段，提高了凿岩机检测、试验水平，减轻了劳动强度，提高了测试效率。本文介绍的气动凿岩机性能测试系统已在浙江衢州凿岩机厂使用二年多，结果表明：系统运行可靠、操作方便、成本低，达到预期效果。

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