專利名稱：光引發(fā)/無鹵阻燃劑及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光引發(fā)/無鹵阻燃劑、其制備方法，及其在感光高分子材料和納米阻燃復(fù)合材料中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的鹵 系阻燃劑由于其阻燃效率高而被大量用于阻燃材料的生產(chǎn)，但是其在提高高分子材料阻燃性的同時，會在燃燒時產(chǎn)生大量的煙霧和有毒的腐蝕性氣體，妨礙救護(hù)及人員疏散，導(dǎo)致二次災(zāi)害發(fā)生。隨著人們安全意識和環(huán)保意識的不斷加強(qiáng)，鹵系阻燃劑受到更多的限制，無鹵阻燃成為一種必然的趨勢。納米無機(jī)阻燃劑在添加量較少的情況下，能夠大幅度提高材料的阻燃性能，從而給聚合物的阻燃提供了新的途徑。蒙脫土(MMT)是一種層狀硅酸鹽，其結(jié)構(gòu)片層是納米尺度的，片層間具有可交換的陽離子如Na、Mg等，容易與有機(jī)陽離子如季銨鹽進(jìn)行離子交換反應(yīng)，使有機(jī)陽離子進(jìn)入蒙脫土片層間，將硅酸鹽片層的層間距撐大。經(jīng)有機(jī)陽離子處理的蒙脫土稱為有機(jī)蒙脫土(OMMT)，有機(jī)陽離子使蒙脫土由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H油性。OMMT較易通過插層法制備插層型結(jié)構(gòu)或者剝離型結(jié)構(gòu)的具有一定阻燃性能的聚合物/OMMT納米復(fù)合材料。它的阻燃性主要來自其中的層狀硅酸鹽組分的物理阻隔作用，即促進(jìn)材料燃燒時成炭、抑制熔滴、降低材料的熱釋放速率。光聚合(又稱光固化)技術(shù)作為一種新型的綠色技術(shù)，在涂料、粘合劑、印刷油墨、光刻蝕和生物材料等方面有著廣泛的應(yīng)用。此技術(shù)是指在光(紫外或可見光)的作用下，液態(tài)低聚物(包括單體)經(jīng)過交聯(lián)聚合而形成固態(tài)產(chǎn)物的過程。光引發(fā)劑(photoinitiator)是一種含有光敏基團(tuán)的化合物，能吸收輻射能，激發(fā)后產(chǎn)生具有引發(fā)活性的中間體(自由基或陽離子)。它是光聚合體系的關(guān)鍵組成部分，直接關(guān)系到配方體系在光照射時低聚物及稀釋劑能否迅速由液態(tài)轉(zhuǎn)變成固態(tài)。光聚合具有聚合速度快、無溶劑等特點，光聚合制備有機(jī)無機(jī)/納米復(fù)合材料常用的方法是原位(in-situ)光聚合，就是將改性或沒有經(jīng)過改性的納米無機(jī)物直接填充、分散在光聚合體系中，制備得到復(fù)合材料。近年來利用光聚合制備有機(jī)/無機(jī)復(fù)合材料也有廣泛的應(yīng)用。但是用插層法制備具有光引發(fā)活性的無鹵阻燃劑，并通過原位光聚合制備具有阻燃性能的有機(jī)/無機(jī)納米復(fù)合阻燃材料尚未見文獻(xiàn)報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一類化合物。本發(fā)明的另一目的目的在于提供該類化合物的制備方法。本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供該類化合物通過離子交換改性蒙脫土制備光引發(fā)/無鹵阻燃劑。本發(fā)明更進(jìn)一步的目的是提供光引發(fā)/無鹵阻燃劑作為光引發(fā)劑和阻燃劑在感光高分子材料和納米阻燃復(fù)合材料中的應(yīng)用。
本發(fā)明公開了如通式⑴或(II)所示的化合物
權(quán)利要求
1.通式⑴或(II)所示的化合物
2.權(quán)利要求I所述化合物的制備方法，其特征在于包括以下步驟 (1)將I摩爾份數(shù)含羥基的化合物和1-1.5摩爾份數(shù)的三乙胺在室溫下溶于有機(jī)溶劑中得溶液A，將溶液A置于冰水浴中，使其溫度降至0-5°C ；(2)將1-1.5摩爾份數(shù)的丙烯酰氯在室溫下溶于有機(jī)溶劑得溶液B，將溶液B滴加到溶液A中，反應(yīng)12-24小時，得到式(III)表示的化合物，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的質(zhì)子溶劑為甲醇或乙醇。
4.權(quán)利要求I所述的化合物通過離子交換改性蒙脫土制備光引發(fā)/無鹵阻燃劑，其特征在于包括以下步驟 a.將I質(zhì)量份數(shù)的蒙脫土加入到50-100體積份數(shù)的水中，在30-60°C下攪拌2_5小時，得到混合物D ； b.將等離子交換容量權(quán)利要求I所述化合物溶于50-100體積份數(shù)的乙醇中，將此溶液加入到混合物D中，攪拌8-20小時，得到混合物E ； c.將混合物E過濾，用水和乙醇洗滌，直到洗滌液中不能檢測到碘離子為止，得到固體F ； d.固體F在30-50°C下真空干燥20-40小時后，研磨，過300目的不銹鋼篩，即得到光引發(fā)/無鹵阻燃劑。
5.權(quán)利要求4所述的光引發(fā)/無鹵阻燃劑作為光引發(fā)劑和阻燃劑在感光高分子材料和納米阻燃復(fù)合材料中的應(yīng)用。
6.一種光聚合組合物，其特征在于由下列成分組成 A.45-70wt%至少含有一個不飽和雙鍵的光反應(yīng)性樹脂； B.27-40wt%至少含有一個不飽和雙鍵的的單體； C.3-12wt%權(quán)利要求4所述的光引發(fā)/無鹵阻燃劑； D.0_3wt*% 二乙醇胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光聚合組合物，其特征在于所述不飽和光反應(yīng)性樹脂為環(huán)氧丙烯酸樹脂、環(huán)氧甲基丙烯酸樹脂、聚酯丙烯酸樹脂、聚酯甲基丙烯酸樹脂、聚氨酯丙烯酸樹脂、聚氨酯甲基丙烯酸樹脂、聚丙烯酸酯丙烯酸樹脂、聚丙烯酸酯甲基丙烯酸樹脂、聚醚丙烯酸樹脂或聚醚甲基丙烯酸樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光聚合組合物，其特征在于所述單體為單官能團(tuán)、雙官能團(tuán)或多官能團(tuán)丙烯酸酯單體或甲基丙烯酸酯單體。
全文摘要
本發(fā)明涉及光引發(fā)/無鹵阻燃劑及其制備方法和應(yīng)用。先將含羥基的化合物和丙烯酰氯反應(yīng)，得到丙烯酸酯化的化合物，然后將其與伯胺或仲胺反應(yīng)得到含叔胺結(jié)構(gòu)的化合物，再與碘甲烷反應(yīng)得到含季銨鹽結(jié)構(gòu)的化合物，其結(jié)構(gòu)如式(I)或式(II)所示。此含季銨鹽結(jié)構(gòu)的化合物通過離子交換改性蒙脫土，得到一種無鹵的阻燃劑，并且在光聚合體系中起到引發(fā)劑的作用。本發(fā)明的光引發(fā)/無鹵阻燃劑可作為光引發(fā)劑及阻燃劑在感光高分子材料和納米阻燃復(fù)合材料領(lǐng)域中應(yīng)用。其添加量少、分散性好，能夠在不影響材料力學(xué)性能的條件下提高材料的熱穩(wěn)定性能，作為光聚合納米阻燃復(fù)合材料的阻燃劑具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號C08K3/34GK102617375SQ201210068740
公開日2012年8月1日 申請日期2009年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月20日
發(fā)明者吳雅, 聶俊, 肖浦 申請人:北京化工大學(xué)