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随着高分子材料应用范围的日益扩大,其制品的安全性愈加受到重视,因此阻燃剂发展迅速,阻燃剂需求量急剧增加。传统使用的卤系阻燃剂虽然阻燃效果较好,但燃烧时发烟量大,并产生有毒气体而产生二次污染,随着阻燃法律法规的日益健全,阻燃剂正朝着低毒性、低发烟量、高耐热性的方向发展。 由于对材料的抑烟、减毒要求日益严格,使当今许多传统的阻燃剂面临困境,而膨胀型阻燃剂低烟、低毒的特点正给它的发展提供了良好的机遇,成为20世纪90年代以来阻燃剂最为活跃的研究领域之一,也被认为是实现阻燃无卤化的很有希望的途径之一。 膨胀性阻燃剂一般由炭源、酸源及气源组成,以磷、氮为有效的阻燃成分,由这类阻燃剂阻燃的高聚物燃烧时,表面能生成炭质泡沫层,该层隔热、隔氧、抑烟,并能防止产生溶滴,具有高效的阻燃性能。 因此,我们设计并合成了集炭源、酸源、气源于一体的四个系列三十七个未见文献报导的化合物:①5,5-二甲基-4-取代苯基-1,3,2-二氧磷杂环己基磷酰吡啶胺;②N-(5,5-二甲基-4-取代苯基(H)-1,3,2-二氧磷杂环己基磷酰胺基)-N′-芳酰基硫脲;③N,N-杂氮硅三环丙胺基-苄基-α-氨基-5,5-二甲基-4-取代苯基-2-氧代-1,3,2-二氧磷杂环己基膦酸酯;④氯化螺环磷酸酯类共聚物。我们对反应条件和后处理过程进行了探索和改进。采用IR、~1HNMR、MS和元素分析等方法对目标化合物进行了结构表征,并对其波谱性质进行了系统分析,结果表明合成化合物的结构和预期目标化合物结构一致。 对部分具有代表性的化合物进行了热重(TG)和差示扫描量热(DSC)分析,这些化合物多数在200℃以上开始分解,具有一定的热稳定性,在200～400℃降解迅速,与大部分高分子材料的热氧降解温区重叠,具有较好的阻燃配伍性能;600℃时,残炭量较高,具有较好的成炭作用。四个系列的化合物在相应失重温区内都出现了吸热峰,这对阻燃体系是非常有利的。 将这四个系列化合物分别应用于醇酸清漆、环氧树脂(E-44)中进行初步阻燃性能测试。其中用于环氧树脂(E-44)的水平燃烧试验(GB2408-80)是标准实验方法。结果表明,标题化合物具有较好的阻燃效果。阻燃醇酸清漆时,添加量为1%可以达到1～2秒钟内的自熄效果;当添加量为10%时,环氧树脂样条燃烧长度在9～20m左右,均能达到自熄效果。第三、四系列的化合物在环氧树脂(E-44)中的阻