[發明專利]苯基膦酸二鹵乙基酯化合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201610036770.0
• 申請日: 2016-01-19
• 公開（公告）號: CN105601669B
• 公開（公告）日: 2018-04-27
• 發明（設計）人: 韓志慧;俞春雷;朱兆陽;王令端
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: C07F9/40
• 分類號: C07F9/40;C08L27/06;C08K5/5337
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技術領域

本發明涉及一種苯基膦酸二鹵乙基酯化合物及其制備方法，該化合物含有磷、鹵兩種阻燃元素，其協同阻燃效果好，適合用作PVC、聚氨酯、環氧樹脂、不飽和樹脂等材料的阻燃增塑劑。

背景技術

隨著易燃高分子材料廣泛的應用，火災發生越來越頻繁，給人們的生命財產帶來了嚴重的威脅，因而促進了阻燃技術的研究和阻燃增塑劑產業的快速發展。阻燃增塑劑是同時具有阻燃功能和增塑作用的塑料加工助劑，它能克服由于易燃增塑劑的加入使高分子材料變得更易燃燒的問題。目前市場上的阻燃增塑劑不能滿足材料發展的需求，人們總希望有新型高效、低毒且價廉的阻燃增塑劑在市場上出現。為了實現上述目的，在增塑劑分子中嵌入阻燃元素，使增塑劑賦有阻燃性，或使分子內含有多個阻燃元素，使其協同阻燃，以獲得阻燃功能為主的阻燃增塑劑。

本發明公開了一種阻燃劑苯基膦酸二鹵乙基酯化合物及其制備方法，該化合物含有磷、鹵兩種阻燃元素，協同阻燃效果好，且分子中的芳環及多酯結構可以增加產物與基材的相容性，是一種綜合性價比優良的阻燃增塑劑，且工藝簡單，操作方便，設備投資少，環境友好，具有較好的應用開發前景。

發明內容

本發明的目的之一在于提出一種阻燃劑苯基膦酸二鹵乙基酯化合物，該化合物含有磷、鹵兩種阻燃元素，其協同阻燃效能高，增塑性好，可有效克服現有技術中的不足。

為實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案：

一種阻燃劑苯基膦酸二鹵乙基酯化合物，其特征在于，該化合物的結構如下式所示：

其中X為Cl或Br。

本發明的另一目的在于提出一種阻燃劑苯基膦酸二鹵乙基酯化合物的制備方法，其工藝簡單、易于規模化生產，該方法為：

在裝有分餾裝置的反應器中，用氮氣置換掉釜內的空氣，加入苯基膦酸二甲酯，催化劑，一定摩爾比的鹵代醇，升溫至100-120℃，分餾反應5-7h，控制分餾柱頂溫度不高于65℃，直到分餾出的甲醇達理論量，停止反應，減壓蒸餾除去過量的鹵代醇(回收使用)及少量低沸點物，經純化處理，得淡黃色黏稠液體阻燃劑苯基膦酸二鹵乙基酯。

該方法還可為：

在裝有攪拌器、溫度計、高效回流冷凝管并在冷凝管上口接入一個可極度伸縮膨脹軟密封套的反應器中，氮氣置換掉空氣，加入苯基膦酰二鹵、有機溶劑，攪拌下，液面下通入一定摩爾比的環氧乙烷，以通入速度控制反應溫度不超過40℃，滴完后，升溫至50-65℃保溫反應4-6h后，減壓蒸餾除去有機溶劑(回收使用)及少量低沸點物，經純化處理，得淡黃色黏稠液體阻燃劑苯基膦酸二鹵乙基酯。

如上所述的一定摩爾比的鹵代醇為2-氯乙醇、2-溴乙醇，其摩爾比為苯基膦酸二甲酯與鹵代醇的摩爾比是1∶2-1∶3.0。

如上所述的催化劑為氯化鈣、氯化鋅、氯化鋁或氯化鎂，其用量為苯基膦酸二甲酯質量的1％-2％。

如上所述的苯基膦酰二鹵為苯基膦酰二氯或苯基膦酰二溴。

如上所述的有機溶劑為二氯乙烷、二氧六環或氯仿，其用量體積毫升數是理論產品質量克數的3-6倍。

如上所述的一定摩爾比的環氧乙烷為苯基膦酰二鹵∶環氧乙烷＝1∶2-1∶2.5。

如上所述的純化處理為加入產品理論質量2-3倍的水，攪拌下，用5％的碳酸鈉溶液調整至中性，靜置分層，分出下層料液，減壓蒸餾出物料中微量的水。

本發明的阻燃劑苯基膦酸二鹵乙基酯為淡黃色黏稠液體，產率為89.7％-95.5％，其適合作為PVC、聚氨酯、環氧樹脂、不飽和樹脂等材料的阻燃增塑劑之用。

阻燃劑苯基膦酸二鹵乙基酯的制備工藝原理如下式所示：

其中X為Cl或Br。

與現有技術相比，本發明的創新之處在于：

①本發明阻燃劑苯基膦酸二鹵乙基酯的結構具有較好的對稱性特征，其物理化學性能穩定，分子中的芳環及多酯結構可以增加產物與基材的相容性，有較好的增塑作用，可以替代部分增塑劑使用，加工性能好，雙元素協同阻燃效能高。

②本發明制備方法產率高，沒有氯化氫污染，不對設備產生腐蝕性。

③本發明制備方法苯基膦酰二鹵與環氧乙烷開環加成反應，沒有任何小分子縮去，原子利用率100％，屬綠色化學工藝。

④本發明制備方法工藝簡單，原料廉價易得，設備投資少，易于規模化生產。

附圖說明

為了進一步說明產品的結構和性能特給出如下附圖。