[發(fā)明專利]一種氯代烷基多聚磷酸酯阻燃劑及其合成工藝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110122334.2
• 申請(qǐng)日: 2011-05-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102277176A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁德洪;郭興玉;劉瑞祥;徐玉亮;孫立軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 壽光衛(wèi)東化工有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C09K21/12
• 分類(lèi)號(hào): C09K21/12;C07F9/09;C08K5/521;C08L21/00;C08L75/04;D06M13/298
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 李江

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種阻燃劑，具體地說(shuō)是一種氯代烷基多聚磷酸酯阻燃劑及其合成方法，屬于化工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

20世紀(jì)60年代，國(guó)外最先開(kāi)發(fā)的阻燃劑為有機(jī)鹵系阻燃劑，具有阻燃效率高、用量少、對(duì)材料性能影響小、價(jià)格適中等優(yōu)點(diǎn)，在阻燃劑領(lǐng)域內(nèi)占有重要地位。然而從1986年起，研究人員發(fā)現(xiàn)有機(jī)鹵系阻燃劑在熱裂及燃燒時(shí)生成大量的煙塵及腐蝕性氣體，對(duì)環(huán)境有一定污染。在人們對(duì)環(huán)保越來(lái)越重視的現(xiàn)代社會(huì)，鹵系阻燃劑的發(fā)展因而也受到了限制。特別是近幾年，在尋求環(huán)保、安全阻燃劑的形勢(shì)下，磷系阻燃劑作為一種新型阻燃劑，有效地克服了鹵系阻燃劑的缺點(diǎn)，引起了人們的普遍關(guān)注。

隨著國(guó)內(nèi)為阻燃劑迅速發(fā)展，消費(fèi)量和品種也急劇上升，每年大約以6%～8%的速度增長(zhǎng)，而有機(jī)阻燃劑占整個(gè)阻燃劑用量的45%。磷酸酯類(lèi)阻燃劑更是被廣泛用于塑料和化纖領(lǐng)域，自90年代以來(lái)，隨著阻燃課題的深入研究和阻燃技術(shù)的進(jìn)步，磷酸酯類(lèi)阻燃劑從單磷酸酯向雙聚或多聚磷酸酯類(lèi)過(guò)度。尤其是多聚磷酸酯類(lèi)，由于具有適當(dāng)?shù)姆肿恿浚瑫r(shí)鹵素和磷有較好的協(xié)同作用，且具有揮發(fā)性低、無(wú)臭、耐水解、低霧化、低黃芯等特點(diǎn)，因而，近幾年來(lái)被廣泛應(yīng)用于塑料及紡織等領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供了一種氯代烷基多聚磷酸酯阻燃劑及其合成方法，該阻燃劑能夠廣泛應(yīng)用于橡膠、聚氨酯、人造纖維、人造革等面料，既可作阻燃劑，又可作阻燃增塑劑。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

本發(fā)明提供的氯代烷基多聚磷酸酯是一種新型多聚磷酸酯類(lèi)環(huán)保阻燃劑。

結(jié)構(gòu)式如下：

所述阻燃劑外觀為無(wú)色或淺黃色透明粘稠狀液體；分子式：C₁₆H₃₂Cl₄O₉P₂；CAS：52186-00-2；分子量：572.18；沸點(diǎn)：575.1±50℃；閃點(diǎn)：530±37.7℃；比重：1.322±0.06g/cm³（20℃）；粘度：800-1200mPa·s（25℃）；

溶于醇類(lèi)等有機(jī)溶劑，微溶于水；低氣味，低揮發(fā)性；具有良好的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性。

本發(fā)明提供的氯代烷基多聚磷酸酯阻燃劑的合成工藝包括如下步驟：

（1）將三氯氧磷和二甘醇按摩爾比1.5～2.5的比例分別加入到反應(yīng)器和計(jì)量槽中，反應(yīng)器在0～45℃、負(fù)壓條件下攪拌，并緩慢滴加計(jì)量槽中的二甘醇，滴加完畢后，繼續(xù)攪拌至無(wú)氯化氫氣體產(chǎn)生為止；然后負(fù)壓脫除生成的氯化氫，反應(yīng)方程式如下：

得到反應(yīng)中間體（Ⅰ）；

（2）向步驟（1）中的反應(yīng)器中加入催化劑，然后滴加環(huán)氧丙烷，并將反應(yīng)器升溫，保持反應(yīng)溫度60~80℃，反應(yīng)結(jié)束后保溫1小時(shí)，反應(yīng)方程式如下：

得到粗品（Ⅱ）。

所述的粗品經(jīng)水洗后，減壓蒸餾蒸出水分，降溫冷卻后即得純化的產(chǎn)品。

所述的環(huán)氧丙烷與二甘醇的摩爾比為3.5～5，其中，優(yōu)選3.8～4.5，更優(yōu)選3.9～4.2。

所述的催化劑為路易斯酸。

所述的路易斯酸用量為三氯氧磷質(zhì)量的0.3%～1%，其中，優(yōu)選0.5%～0.8%，0.55%～0.65%為最佳。

所述的路易斯酸為四氯化鈦、三氯化鐵、氯化鋅、氯化鎂、無(wú)水三氯化鋁、二氧化鈦中的一種。

所述的三氯氧磷和二甘醇按摩爾比在1.8~2.2為比較適宜，其中1.9~2.1為最佳。

所述步驟（1）的反應(yīng)溫度優(yōu)選10～35℃，最佳為25～30℃。

所述步驟（1）的滴加時(shí)間為0.5～3小時(shí)，優(yōu)選1～2小時(shí)，最佳為1.5。

所述步驟（2）的反應(yīng)溫度優(yōu)選65～75℃。

所述步驟（2）的滴加時(shí)間為1～6小時(shí)，優(yōu)選2～5小時(shí)，最佳為2.5～3.5小時(shí)。

該阻燃劑根據(jù)常規(guī)的阻燃劑使用方法即可使用，有沒(méi)有特殊的使用要求。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：合成工藝簡(jiǎn)單，只需兩步即可完成，反應(yīng)過(guò)程便于控制，反應(yīng)條件溫和；產(chǎn)生的氯化氫氣體，對(duì)環(huán)境無(wú)污染；產(chǎn)品熱穩(wěn)定性好，分解溫度高（﹥500℃）。與其它類(lèi)似磷酸酯阻燃劑相比，由于氯代烷基多聚磷酸酯具有適當(dāng)?shù)姆肿恿浚?72.18），同時(shí)鹵素和磷有更好的協(xié)同作用，且具有揮發(fā)性低，無(wú)臭、耐水解、低霧化、低黃芯等特點(diǎn)，因此泡沫體可具有更持久的阻燃性，同時(shí)原材料充足，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式