的磷酸鹽類; η是大于30的整數,包括端值; m是1 -12的整數,包括端值; 所述第三堿為12(:〇3、]\010)3、]\??1、]\12冊〇4、]\012?〇4、]\^〇4中的一種或多種,其中]?為1^、恥、 K、Cs、Ca中的一種或多種; 所述第三催化劑為R4NX'季銨鹽、RS03M磺酸鹽、R-ArS03M芳基磺酸鹽、直連醚或冠醚中 的一種或多種,其中R為HXr&s的烷烴中的一種或多種,X'為(:1』^1、硫酸根離子、硝酸 根離子、磷酸根離子中的一種或多種,Ar為苯環、萘基中的一種,Μ為Li、似、1(、〇8、〇3中的一 種或多種; 所述第三反應溶劑為水; (4)在100~150 °C的溫度下,在第四堿、第四催化劑和第四反應溶劑存在的條件下,將 高聚物1,3,5-三嗪衍生化合;IV)與化合物取:發生反應,然后后 處理得到高聚合度的1,3,5-三嗪衍生化合物(lb),具有如下結構通式: _ 其中X為R2-〇-、R2-NH-、(R2)2-N-、R2、至少含有一個氮原子的雜環基團中的一種,當所 述X為雜環基團時,所述雜環基團是通過所述雜環基團上的任一氮原子與三嗪環連接的;R2 是烷基或環烷基; 所述Ri是哌嗪或取代哌嗪基團的二價基、含氮基團的二價基中的一種,具有以下通式 類型: R3、R4、R5、R6是氫原子或者C1-C6烷基,R3、R4、R5、R6為相同基團或不同基團; R7、R8是氫原子、含氮的飽和環狀化合物或者C1-C6烷基,R7、R8為相同基團或不同基團; Y是直鏈烴基_(CH2)m_,或帶有支鏈的烴基; Xd〇H、NH2或X中的一種,其中XjPX為相同基團或不同基團,順2能結合不同的磷酸形 成不同的磷酸鹽類; η是大于30的整數,包括端值; m是1 -12的整數,包括端值; 所述第四堿為吣0)3、]\010)3、]\??1、]\12冊〇4、]\〇12?〇4、]\^〇4中的一種或多種,其中]?為1^、恥、 K、Cs、Ca中的一種或多種; 所述第四催化劑為R4NX'季銨鹽、RS03M磺酸鹽、R-ArS03M芳基磺酸鹽、直連醚或冠醚中 的一種或多種,其中R為Η、&-(:18的烷烴中的一種或多種,X'為(:1』^1、硫酸根離子、硝酸 根離子、磷酸根離子中的一種或多種,Ar為苯環、萘基中的一種,Μ為Li、似、1(、〇8、〇3中的一 種或多種; 所述第四反應溶劑為水; 具體的合成路線為: (1)單體化合物(II)制備:
[0013] (2)低聚物(III)合成:
[0014] (3)高聚物(IV)合成:
[0015] (4)高聚物封端(lb)合成:
[0016] 在本發明一個較佳實施例中,以所述2,4-二氯-6-取代基-1,3,5-三嗪(II)為原料 得到所述高聚物1,3,5-三嗪衍生化合物(IV)包括的替換步驟為:在90~120°C溫度下,在第 五堿、第五催化劑和第五反應溶劑存在的條件下,將2,4_二氯-6-取代基-1,3,5-三嗪 :Π)與化合物HsRi發生加壓聚合反應,采用逐步升溫,控制壓力在1.0_ 丄U.Uatm,ixi^雙小時后,再繼續升溫到120~160°C,繼續反應聚合,控制壓力在1.0_ 10 . Oatm,反應數小時后,離心過濾,得到方法一中(3)所述高聚物1,3,5-三嗪衍生化合物 (IV); 所述第五堿為厘2〇)3、]\010)3、]\??1、]\12冊〇4、]\〇12?〇4、]\^〇4中的一種或多種,其中]?為1^、恥、 K、Cs、Ca中的一種或多種; 所述第五催化劑為R4NX'季銨鹽、RS03M磺酸鹽、R-ArS03M芳基磺酸鹽、直連醚或冠醚中 的一種或多種,其中R為Η、&-(:18的烷烴中的一種或多種,X'為(:1』^1、硫酸根離子、硝酸 根離子、磷酸根離子中的一種或多種,Ar為苯環、萘基中的一種,Μ為Li、似、1(、〇8、〇3中的一 種或多種; 所述第五反應溶劑為水; 具體的合成路線為: 本發明還提供一種低聚合度的1,3,5-三嗪衍生化合物的制備方法,包括步驟為: 在100~150 °C下,在第六堿、第六催化劑和第六反應溶劑存在的條件下,將低聚物1,3, 5_三嗪衍生化合形(III)與化合物取:發生反應,離心過濾,得到低聚 合度的1,3,5-三嗪衍生化合物(la),具有如下結構通式: 其中X為R2-〇-、R2-NH-、(R2)2-N-、R2、至少含有一個氮原子的雜環基團中的一種,當所 述X為雜環基團時,所述雜環基團是通過所述雜環基團上的任一氮原子與三嗪環連接的; R2是烷基或環烷基; R:是哌嗪或取代哌嗪基團的二價基、含氮基團的二價基中的一種,具有以下通式類型: 1?3、1?4、1^、1?6是氫原子或者(:1-06烷基,1?3、1?4、1^、1?6為相同基團或不同基團 ; R7、R8是氫原子、含氮的飽和環狀化合物或者C1-C6烷基,R7、R8為相同基團或不同基團; Y是直鏈烴基-(CH2)m-,或帶有支鏈的烴基; XA〇H、NH2或X中的一種,其中XjPX為相同基團或不同基團,順2能結合不同的磷酸形 成不同的磷酸鹽類; r是1-30的整數,包括端值; m是1 -12的整數,包括端值; 所述第六堿為12(:〇3、]\010)3、]\??1、]\12冊〇4、]\012?〇4、]\^〇4中的一種或多種,其中]?為1^、恥、 K、Cs、Ca中的一種或多種; 所述第六催化劑為R4N X'季銨鹽、RS03M磺酸鹽、R-ArS03M芳基磺酸鹽、直連醚或冠醚 中的一種或多種,其中R為Η、(^-(:18的烷烴中的一種或多種,X'為(:1』^1、硫酸根離子、硝 酸根離子、磷酸根離子中的一種或多種,Ar為苯環、萘基中的一種,Μ為1^、似、1(工8、〇3中任 意至少一種; 所述第六反應溶劑為水。
[0017] 具體的合成路線為: (1)低聚物封端(la)合成:
[0018] 在本發明一個較佳實施例中,所述五個結構通式la、lb、II、III、IV中: X為嗎啡啉基、哌啶基、哌嗪基、二甲胺基、二乙胺基、甲氧基、乙氧基、異丙氧基、丙氧基 或丁氧基; 心為哌嗪、2-甲基哌嗪、1,2_二甲基乙二胺、1,3_二甲基丙二胺、1,4_二甲基四亞甲基 二胺、1,5_二甲基五亞甲基二胺、1,6_二甲基六亞甲基二胺; R3、R4、R5、R6為氫原子或者甲基; R7、R8為氫原子、甲基、乙基或2,2,6,6-四甲基-4-哌啶3 Y為直鏈烴基-(CH2)m_; 父丄為側^^^嗎啡啉基~哌啶基~哌嗪基~二甲胺基~二乙胺基~甲氧基~乙氧基~異丙氧 基、丙氧基或丁氧基; r為10~30的整數,包括端值; η為30~60的整數,包括端值; m為2-6的整數,包括端值; 所述第一堿、所述第二堿、所述第三堿、所述第四堿、所述第五堿、所述第六堿為 Na2C03、NaHC03、NaOH 中的一種或多種; 所述第一催化劑、所述第二催化劑、所述第三催化劑、所述第四催化劑、所述第五催化 劑、所述第六催化劑為R4N V季銨鹽、RS03M磺酸鹽、R-ArS03M芳基磺酸鹽、冠醚中的一種或 多種,其中R為1&-& 8燒烴中的一種或多種,V為Cl、Br中的一種或多種,Ar為苯環; 所述第一反應溶劑、所述第二反應溶劑、所述第三反應溶劑、所述第四反應溶劑、所述 第五反應溶劑、所述第六反應溶劑為水; 在本發明一個較佳實施例中,所述1,3,5-三嗪衍生化合物的具體反應結果見下表: 上述化合物1&_113的通性為:(1)白色粉末;(2)熔點>320°(3 ;(3)(:1含量〈0.01%;(4)10〈 r < 30;(5)30 < η < 60〇
[0019] 本發明的有益效果是:本發明公開的無鹵阻燃劑,與現有技術的阻燃劑相比有很 大的改進和優勢,低含量的阻燃劑添加到聚合物材料中仍顯示高的阻燃性;而且按本發明 制得的聚合物材料具有低水溶性,在高溫和高相對濕度環境中,制品表面不起白霜。
[0020] 本發明解決了現有三嗪類高分子阻燃劑技術中聚合度偏低的問題,建立了適合工 業化生產的新方法和工藝。
[0021] 將獲得材料研磨成小顆粒粉末,然后與其他阻燃化合物一起混合均勻,加入熱塑 性聚合物中,形成均勻混合物,造粒。或添加到涂料中用于阻燃涂料的制備。
[0022] 本發明的創新之處為: (1)聚合物(Ia-Ib)結構中,封端試劑ΗΧ與取:可以采用更簡單、更廉價的C1-C4烴基醇 替代,聚合物材料制備成本更廉價。
[0023] (2)分離出單體(II),然后單體采用程序加壓,程序控溫的方法聚合,先獲得低聚 合度的1,3,5-三嗪衍生化合物(la),再獲得高聚合度的1,3,5-三嗪衍生化合物(lb),相比 較其他類似聚合物,本發明實現了聚合物材料聚合度的進一步提高。
[0024] (3)優選的季銨鹽或冠醚做催化劑,提高了反應轉化效率,間接的有利于反應的深 度進行。
[0025] (4)聚合物具有更好的熱穩定性能,熱穩定性普遍大于320°C。
【具體實施方式】
[0026] 下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施 例僅是本發明的一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通 技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例,都屬于本發明保護的范 圍。
[0027] 實施例一: 在反應釜中加入l〇Kg水、10g四丁基溴化銨、0.5Kg的三聚氯氰,攪拌混合后,然后加入 4Kg水與236g的嗎啡啉,200g的碳酸鈉的混合液,滴加,維持<5°C反應。加入完成后,通過 HPLC監控,室溫反應完全,抽濾出得到固體(IIA),用大量水沖洗,100°C干燥該產品,直到產 品質量穩定,獲得白色固體611 g,收率>96%,HPLC含量>99%。
[0028] 方Si、耿彳心貧物UlAj bUUg取置在高壓反應釜中,加2000ml水,再加入183g哌嗪,攪拌 下加入33.3%的氫氧化鈉溶液150g,然后升高溫度至80-100°C,繼續加入33.3%的氫氧化鈉 溶液150g。密閉反應釜,將釜內溫度升高到120-130°C,保持10_20h后,趁熱抽濾,并用大量 熱水沖洗,l〇〇°C干燥該產品,直到產品