[發(fā)明專利]一種膦酸酯銨鹽阻燃劑及其合成方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010323485.3
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111362981A
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝德龍;付理想;謝于輝;鄭睿智;陳人杰;梅毅
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號: C07F9/53
• 分類號: C07F9/53;C08K5/5353;C08L75/04
• 代理公司: 北京萬貝專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11520
• 代理人: 陳領(lǐng)

本發(fā)明公開了一種膦酸酯銨鹽阻燃劑，其簡寫為THPO?PI?A。本發(fā)明還公開所述膦酸酯銨鹽阻燃劑的合成方法，先將三羥甲基氧化膦滴入磷酸中，然后冷卻至室溫得中間體；將中間體滴入有氨水的密閉容器中，充分?jǐn)嚢琛１景l(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：不含鹵素有利于環(huán)保；同時(shí)含有磷和氮兩種阻燃元素，能達(dá)到協(xié)同阻燃的效果；受熱時(shí)能迅速分解，達(dá)到快速阻燃的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及阻燃劑領(lǐng)域，具體為一種膦酸酯銨鹽阻燃劑及其合成方法。

背景技術(shù)

在用于高分子材料的阻燃中，鹵系阻燃劑盡管效果好，但由于存在致癌和阻燃時(shí)釋放大量有毒物質(zhì)等缺點(diǎn)，而被政策禁用。目前，應(yīng)用較多的是磷系阻燃劑，其中磷氮協(xié)同阻燃劑因其含有磷氮兩種阻燃元素和較好的阻燃效果而成為阻燃劑的研究熱點(diǎn)之一。三羥甲基氧化膦作為一種有三個(gè)羥基的含磷物質(zhì)，其作為阻燃劑直接使用時(shí)殘?zhí)苛枯^低，但不能達(dá)到較好的阻燃效果，通常需要接枝促進(jìn)成炭的元素或結(jié)構(gòu)。用三羥甲基氧化膦合成膦酸酯銨鹽，合成簡單，且磷、氮含量高。但現(xiàn)有文獻(xiàn)中暫時(shí)沒有公開用三羥甲基氧化膦合成膦酸酯銨鹽的方案的記載。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對以上所述現(xiàn)有阻燃劑存在的不足，以及需要解決的技術(shù)問題，提供一種無鹵、高效、環(huán)境友好的膦酸酯銨鹽阻燃劑，為磷氮協(xié)同阻燃劑。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述膦酸酯銨鹽阻燃劑的合成方法。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種膦酸酯銨鹽阻燃劑，其分子結(jié)構(gòu)式為：簡寫為THPO-PI-A。

所述膦酸酯銨鹽阻燃劑的合成方法，其包括的步驟如下：先用三羥甲基氧化膦和磷酸合成中間體，再將中間體和氨水在密閉容器中反應(yīng)合成最終產(chǎn)物膦酸酯銨鹽(THPO-PI-A)，并用洗滌劑進(jìn)行沉淀、洗滌純化。

所述中間體合成時(shí)的三羥甲基氧化膦和磷酸的摩爾比為1:3～1:5，反應(yīng)溫度為100～140℃，滴加時(shí)間為0.5h～2h，滴加后反應(yīng)時(shí)間為3h～12h。

優(yōu)選的，所述中間體合成時(shí)的三羥甲基氧化膦和磷酸的摩爾比為1:3，反應(yīng)溫度為110～130℃，滴加時(shí)間為0.5h～2h，滴加后反應(yīng)時(shí)間為3h～6h。

所述中間體與氨水的摩爾比為1:7～1:11，反應(yīng)溫度為15～45℃，滴加時(shí)間為10min～90min，滴加后反應(yīng)時(shí)間為0h～1.5h。

優(yōu)選的，所述中間體與氨水的摩爾比為1:7～1:9，反應(yīng)溫度為15℃～30℃，滴加時(shí)間為20min～60min，滴加后保溫時(shí)間為0.5h～1h。

所述洗滌劑為無水乙醇、乙腈、二氯甲烷或氯仿的一種。

所述膦酸酯銨鹽阻燃劑的合成方法，其包括的具體步驟如下：取磷酸加入氮?dú)獗Ｗo(hù)的容器中，升溫至100～140℃，用恒壓漏斗在時(shí)間為0.5h～2h內(nèi)滴加三羥甲基氧化膦，滴加后反應(yīng)3h～6h，冷卻至室溫得中間體；取氨水加入密閉容器中，將中間體用恒壓漏斗在20min～60min內(nèi)滴加到氨水中，并在15～30℃下充分?jǐn)嚢瑁磻?yīng)0h～1.5h，然后用洗滌劑沉淀、洗滌、過濾，最后烘干得白色粉末，即為目標(biāo)產(chǎn)物膦酸酯銨鹽阻燃劑。

本發(fā)明得到的膦酸酯銨鹽阻燃劑為含有六個(gè)銨基團(tuán)的膦酸酯銨鹽。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)無鹵、無毒、有利于環(huán)保，具有良好的應(yīng)用前景，而且也為磷氮協(xié)同阻燃劑增加一個(gè)新品種；

(2)成炭量較好，分解溫度較低，能在受熱時(shí)快速分解，達(dá)到較快阻燃的效果，且在添加量較小的情況下就能達(dá)到較好的阻燃效果；

(3)合成方法比較簡單，易于操作，且反應(yīng)中不會(huì)生成腐蝕或有毒的物質(zhì)，反應(yīng)過程環(huán)保。

附圖說明