概述

FRC-6阻燃劑（化學(xué)名稱N,N-雙(2-羥乙基)氨基亞甲基磷酸二乙酯）是一種高性能的液態(tài)阻燃劑，形態(tài)為無(wú)色至淡黃色透明液體。作為一種近代合成的無(wú)鹵環(huán)保反應(yīng)型阻燃劑，阻燃劑 FRC-6在聚合物的制備過(guò)程中，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)復(fù)合到聚合物的分子鏈上，具有對(duì)材料的力學(xué)性能影響較小，阻燃效果持久的優(yōu)點(diǎn)。

合成方法

方法一

在35℃左右將二乙醇胺滴人37%-40%的甲醛水溶液中，加畢，于40-45℃繼續(xù)保溫反應(yīng)2h，然后于80-82℃，小于0.094MPa，減壓 蒸餾直到?jīng)]有餾分為止，得到中間體3-(2-羥基乙基)-1,3-氧氮雜環(huán)戊烷(HENH)。向HENH中加入陽(yáng)離子交換樹(shù)脂催化劑，于55-62℃滴人 亞磷酸二乙酯，加畢，于60-62℃保溫反應(yīng)2h，降到室溫，過(guò)濾回收催化劑即可得黃色透明液體阻燃劑 FRC-6，收率98.5%[1]。

方法二

以多聚甲醛，二乙醇胺和亞磷酸二乙酯為原料，以過(guò)渡金屬摻雜MCM41介孔分子篩負(fù)載型咪唑氯化鈦鹽離子液體為非均相催化劑，無(wú)其它有機(jī)溶劑助劑加入情況下，在20~50℃下攪拌反應(yīng)1~5小時(shí)，發(fā)生選擇性胺甲基化反應(yīng)即可得到阻燃劑 FRC-6。該制備方法具有操作簡(jiǎn)便，反應(yīng)條件溫和，收率良好，催化劑可多次反復(fù)使用等特點(diǎn)，是一種環(huán)境友好的制備方法[2]。

應(yīng)用

阻燃劑 FRC-6主要應(yīng)用于塑料的阻燃，特別適合于制備聚氨酯泡沫塑料。具體地，將阻燃劑 FRC-6，含有羥基的多元醇與含有環(huán)氧基團(tuán)的長(zhǎng)鏈烷烴混合，加入催化劑，在一定溫度下使得長(zhǎng)鏈烷烴的環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生開(kāi)環(huán)接枝反應(yīng)，獲得開(kāi)環(huán)產(chǎn)物；將獲得的開(kāi)環(huán)產(chǎn)物與阻燃劑 FRC-6，添加型阻燃劑混合，在催化劑，表面活性劑，發(fā)泡劑存在條件下，在攪拌條件下與異氰酸酯反應(yīng)制得阻燃硬質(zhì)聚氨酯泡沫。該發(fā)明使用了一種添加型阻燃劑和兩種反應(yīng)型阻燃劑，提高了阻燃材料的阻燃性能。最終簡(jiǎn)單測(cè)試結(jié)果表明，長(zhǎng)×寬×高為8cm×8cm×1cm的泡沫在火焰溫度為1300℃的高溫噴槍下燃燒可達(dá)2分鐘以上，且燃燒面與背面溫度差在700℃以上[3]。

此外，文獻(xiàn)還報(bào)道了一種無(wú)溶劑含磷環(huán)氧樹(shù)脂固化劑的制備方法。通過(guò)將商品化的阻燃劑 FRC-6與環(huán)氧氯丙烷在堿性條件下制備含磷端環(huán)氧的小分子，然后將此含磷小分子與環(huán)氧樹(shù)脂以及所要改性的胺進(jìn)行開(kāi)環(huán)反應(yīng)接枝到固化劑的結(jié)構(gòu)上來(lái)制備含磷環(huán)氧樹(shù)脂固化劑。所得含磷環(huán)氧樹(shù)脂固化劑具有較高的熱穩(wěn)定性和成炭率，而且該固化劑中不含有鹵素，可以作為一種環(huán)境友好型的阻燃固化劑，當(dāng)用于環(huán)氧樹(shù)脂時(shí)，其制備的固化劑具有較高的氧指數(shù)和較好的阻燃效果。同時(shí)相關(guān)發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)便，而且在制備固化劑的過(guò)程中，不使用有機(jī)溶劑，對(duì)操作工人傷害較小[4]。

有關(guān)研究

以聚醚(N-210)，異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)，阻燃劑 FRC-6，一縮二乙二醇(EX)，二羥甲基丙酸(DMPA)，3-(2-氨乙基)氨丙基甲基二甲氧基硅烷(KH-602)為主要原料合成系列有機(jī)磷阻燃改性的水性聚氨酯。通過(guò)紅外，吸水率，熱分析(TGA)，極限氧指數(shù)(LOI)，微型燃燒量熱(MCC)等測(cè)試研究阻燃劑FRC-6的加入對(duì)聚氨酯(PU)耐水性，熱性能，阻燃性能的影響。

研究表明，阻燃劑 FRC-6的加入使得聚氨酯的耐水性下降，起始熱分解溫度降低，但是熱分解速率也降低，殘?zhí)柯试黾?，?dāng)P元素在聚氨酯預(yù)聚體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.31%時(shí)，氧指數(shù)為28%，聚氨酯材料由易燃變?yōu)殡y燃，阻燃性能得到很大提高，垂直燃燒測(cè)試顯示PU的阻燃性能已達(dá)到UL-94V-2級(jí)。有機(jī)磷化合物主要是通過(guò)凝聚相阻燃機(jī)理發(fā)揮阻燃作用，聚合物首先要達(dá)到一定的溫度才能燃燒，在這個(gè)受熱過(guò)程中，聚合物中的C-P鍵由于鍵能較低而斷裂，然后含P基團(tuán)首先與氧氣作用生成磷酸，磷酸脫水生成偏磷酸，偏磷酸不穩(wěn)定，最后會(huì)聚合成為穩(wěn)定的聚偏磷酸。它作為一種凝聚相，主要在以下兩方面起阻燃作用：一方面，聚偏磷酸以一層類(lèi)似玻璃膜的形式覆蓋在聚合物的表面，因?yàn)楦艚^了外界空氣從而阻止了燃燒；另一方面，聚偏磷酸作為一種強(qiáng)酸，具有很強(qiáng)的脫水能力而且具備奪取聚合物酯鏈中的氧的能力，能夠促進(jìn)聚合物脫水炭化產(chǎn)生炭化層，減少或阻止了可燃性氣體的產(chǎn)生，從而起到阻燃作用[5]。

參考文獻(xiàn)

[1]楚紅英,戴玉朵,劉治國(guó).N,N-二(2-羥乙基)氨甲基膦酸二乙酯的合成[J].化學(xué)研究, 2006, 17(2).DOI:10.3969/j.issn.1008-1011.2006.02.006.

[2]胡玉林,戎啟,劉湘,等.一種N,N-二(2-羥乙基)氨甲基膦酸二乙酯的制備方法.CN202211173755.2.

[3]朱曉君,江平,張大華.一種阻燃硬質(zhì)聚氨酯泡沫的制備方法:202310819047[P].

[4]李嘉順.一種無(wú)溶劑含磷環(huán)氧樹(shù)脂固化劑及其制備方法:CN201810157860.4[P].CN108383978A.

[5]王萃萃.無(wú)鹵阻燃水性聚氨酯的研究[D].安徽大學(xué),2011.DOI:10.7666/d.y1975532.