[發明專利]阻燃劑苯基膦酸二硅酸硫代膦酰雜環亞甲基酯化合物及其制備方法

在審

• 申請號: 201910191491.5
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN109912658A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 馬肅;王世杰;王彥林
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: C07F9/6596
• 分類號: C07F9/6596;C08K5/549;C08L63/00
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本發明涉及一種阻燃劑苯基膦酸二硅酸硫代膦酰雜環亞甲基酯化合物及其制備方法，該化合物的結構如下式所示：制備方法為：在有機溶劑中控制苯基膦酰二氯與二甲基硅酸三羥甲基硫化膦環狀酯的摩爾比為1∶2～1∶2.4，30℃下滴加苯基膦酰二氯，滴加過程控制溫度不超過80℃，滴完后升溫到130?150℃，保溫反應9?12h，待氯化氫放完，經純化處理，得白色固體苯基膦酸二硅酸硫代膦酰雜環亞甲基酯。本發明化合物是優良的無鹵硅、磷、硫協同阻燃劑，可用于聚酯、聚氨酯、環氧樹脂、不飽和樹脂、聚烯烴等材料的阻燃，其工藝簡單，設備投資少，易于實現工業化生產。

技術領域

本發明涉及一種阻燃劑苯基膦酸二硅酸硫代膦酰雜環亞甲基酯化合物及其制備方法，具體涉及一種阻燃劑苯基膦酸二(1，1-二甲基-1-硅雜-2，6-二氧雜-4-硫基-4-膦雜-<4>-亞甲基)酯化合物及其制備方法，該化合物是含有硅、磷、硫三種阻燃元素的阻燃劑，可用作聚酯、聚氨酯、環氧樹脂、不飽和樹脂、聚烯烴等材料的阻燃劑。

背景技術

隨著高分子材料工業的迅速發展，阻燃劑的研究及應用也得到快速發展。目前，無機阻燃劑和鹵系阻燃劑大的應用已經非常廣泛，但這些阻燃劑都存在一些不足。如無機阻燃劑的添加量大，相容性差；鹵系阻燃劑在使用中會產生對人體有害的氣體，其中一些鹵系阻燃劑已經被禁止使用。因此，環保型阻燃劑是研究開發和應用的重點。有機硅系阻燃劑具有無毒、低煙、環境友好的優點；有機膦系阻燃劑具有黏度小、排煙量少，與高分子聚合物有較好的相容性，因而得到了廣泛的應用。

本發明公開了一種有機膦硅阻燃劑苯基膦酸二硅酸硫代膦酰雜環亞甲基酯化合物及其制備方法，該化合物采用苯基膦酰二氯與二甲基硅酸三羥甲基硫化膦環狀酯為原料制備而成。苯基膦酸二硅酸硫代膦酰雜環亞甲基酯是含磷、硅、硫三種阻燃元素的化合物。其結構有良好的對稱性，與高分子材料相容性好，且原料易得，應用范圍廣，有很好的應用和開發前景。

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硅酸硫代膦酰雜環亞甲基酯化合物，其物化性能穩定，無毒，阻燃效能高，與高分子材料相容性好，可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硅酸硫代膦酰雜環亞甲基酯化合物，其特征在于，該化合物的結構如下式所示：

本發明的另一目的在于提出一種有機硅膦阻燃劑苯基膦酸二硅酸硫代膦酰雜環亞甲基酯化合物的制備方法，該方法為一步反應，工藝簡單，操作方便，設備投資少，易于規模化生產，其技術方案如下：

在裝有攪拌器、溫度計、高效回流冷凝器和氯化氫吸收裝置的反應器中，氮氣保護下，加入二甲基硅酸三羥甲基硫化膦環狀酯和有機溶劑，待二甲基硅酸三羥甲基硫化膦環狀酯完全溶解，控制反應物苯基膦酰二氯與二甲基硅酸三羥甲基硫化膦環狀酯的摩爾比為1∶2～1∶2.4，30℃下開始滴加苯基膦酰二氯，滴加過程控制溫度不超過80℃，滴完后升溫到130-150℃，保溫反應9-12h，待氯化氫放完，停止反應，用縛酸劑吡啶或三乙胺調整反應體系pH＝5-6，減壓蒸餾除去有機溶劑(回收使用)，將粗產物加入產物理論克數3-4倍體積毫升數的乙醇進行加熱溶解，冷卻、結晶，過濾，真空干燥后得白色固體苯基膦酸二硅酸硫代膦酰雜環亞甲基酯。

如上所述的二甲基硅酸三羥甲基硫化膦環狀酯為1，1-二甲基-1-硅雜-2，6-二氧雜-4-硫基-4-膦雜-4-羥甲基環己烷，其化學結構式如下：

如上所述的有機溶劑為二乙二醇二甲醚、環己酮、苯甲醚或二甲亞砜，其用量體積毫升數是二甲基硅酸三羥甲基硫化膦環狀酯質量克數的4-6倍。