为了解决上述问题,近年来研究重点转向了非卤素反应性阻燃树脂,尤其是以磷和氮为阻燃元素的树脂.其中,9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物因其优异的阻燃性能而受到广泛关注.DOPO与顺丁烯二酸酐反应生成的化合物可以直接参与不饱和聚酯树脂的合成,赋予树脂良好的阻燃性,同时避免了卤素带来的环境问题.
两种主要的合成方法为溶剂法和本体法.溶剂法使用四氢呋喃等溶剂,在100℃以下进行反应;本体法则直接在140℃下反应,反应结束后加入溶剂进行提纯.然而,这些方法在实际生产中面临原料获取困难,合成工艺复杂等问题.
一种改进的合成工艺通过使用二元醇(如丙二醇)作为溶剂,直接在不饱和聚酯树脂的合成过程中引入DOPO.具体步骤如下:
1.将丙二醇和DOPO加入反应容器,加热至80℃使DOPO完全溶解.
2.分批次加入顺丁烯二酸酐,控制反应温度低于130℃,并在130℃-140℃反应0.8-2.5小时.
3.加入邻苯二甲酸酐和剩余的顺丁烯二酸酐,升温至160℃-170℃,并控制馏头温度在98℃-100℃.
4.缓慢升高反应温度至180℃-185℃,当馏头温度低于80℃后,增加氮气流量直至聚酯酸值达到40-50mgKOH/g.
5.降温至170℃,得到含磷杂菲类化合物的不饱和聚酯,并通过苯乙烯稀释调节树脂粘度.
该工艺不仅简化了反应步骤,还显著降低了生产成本,同时保证了树脂的阻燃性能和力学性能.