[發明專利]一種路易斯酸離子液體催化合成有機磷阻燃劑的方法

在審

• 申請號: 202110473665.4
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113333019A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 強薇;李玉博
• 申請（專利權）人: 佳化化學（撫順）新材料有限公司;佳化化學科技發展（上海）有限公司
• 主分類號: B01J31/02
• 分類號: B01J31/02;C07F9/09
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 廖慧敏

本發明公開了一種路易斯酸離子液體催化合成有機磷阻燃劑的方法，包括如下步驟：固體負載催化劑的制備：在有機溶劑中，將路易斯酸離子液體與載體混合，將路易斯酸離子液體負載在載體上，最后干燥即可；催化反應：采用固體負載催化劑催化三氯氧磷或三氯化磷與環氧化合物進行開環反應后獲得反應產物；分離純化：對反應產物進行減壓蒸餾除去未反應的物質，抽濾即得目標產物。本發明不僅僅能有效將路易斯酸離子液體催化劑回收利用，并且，在反應后即使不進行后續堿洗、分液、水洗步驟，也能有效避免合成的有機磷阻燃劑在存儲過程中容易出現返酸、返濁的缺陷，操作更簡單。

技術領域

本發明涉及阻燃劑制備領域，具體涉及一種路易斯酸離子液體催化合成有機磷阻燃劑的方法。

背景技術

多氯聯苯和多溴二苯醚雖然作為性能良好的阻燃劑，但因其生物蓄積性、毒性以及難降解而帶來的持久性有機污染，已對人類的健康、生命安全和生存環境帶來了巨大的威脅，因此已經逐漸在阻燃劑行業中被暫停或禁止。有機磷阻燃劑大都具有熱穩定性好、低煙、無毒、效果持久等優點，近年來作為替代多氯聯苯和多溴二苯醚的阻燃劑，已被廣泛應用于塑料、泡沫、涂料、家具、建筑材料、電子產品等領域。

有機磷阻燃劑中，應用最廣的是磷酸酯和亞磷酸酯阻燃劑。其中，磷酸酯或亞磷酸酯的一種制備方法是三氯氧磷或三氯化磷與環氧化合物在催化劑的作用下經過開環反應得到磷酸三酯或亞磷酸三酯。以磷酸三(β-氯丙基)酯(TCPP)制備為例：TCPP是以三氯氧磷在不同種類的催化劑催化下將環氧丙烷開環制備得到粗品。

現有公開的文獻中，大多采用路易酸催化劑(無水三氯化鋁、氯化鎂、四氯化鈦、三氯化鐵、三氟化硼等)，但這些路易斯酸催化劑在空氣中極易水解，因此對反應條件要求較為苛刻，同時反應結束后無法回收這些催化劑。并且，利用該方法生產的TCPP粗品一般需要經過堿洗、分液、水洗、蒸餾等后處理才能得到成品，如果不進行后續堿洗、分液、水洗步驟，則會導致產品在50℃穩定性測試中更容易出現返酸、返濁現象；產品的酸值變大將直接導致產品質量不合格，若將其應用在材料中，將直接影響材料性能。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有路易斯酸離子液體催化劑不能回收利用且合成的有機磷阻燃劑在存儲過程中容易出現返酸、返濁的缺陷，從而提供一種催化劑可回收利用，且在反應完成后無需堿洗、分液、水洗也可避免產物返酸、返濁的一種路易斯酸離子液體催化合成有機磷阻燃劑的方法。

一種路易斯酸離子液體催化合成有機磷阻燃劑的方法，包括如下步驟：

固體負載催化劑的制備：在有機溶劑中，將路易斯酸離子液體與載體混合，將路易斯酸離子液體負載在載體上，最后干燥即可；

催化反應：采用固體負載催化劑催化三氯氧磷或三氯化磷與環氧化合物進行開環反應后獲得反應產物；

分離純化：對反應產物進行減壓蒸餾除去未反應的物質，抽濾即得目標產物。

所述固體負載催化劑中路易斯酸離子液體占固體負載催化劑總質量的1％-90％；優選為10％-70％。

所述路易斯酸離子液體采用常溫浸漬或高溫回流的方式處理后負載在載體上；所述浸漬或所述回流的處理時間為1-120h，優選為6-72h；

所述干燥的溫度不高于100℃，優選為30℃-80℃。

在固體負載催化劑的制備步驟中，所述有機溶劑選自二氯甲烷、二氯乙烷和環己烷；載體選自二氧化硅、氧化鋁和分子篩SBA-15；路易斯酸離子液體為[X]-n[路易斯酸]，其中，X選自胺、咪唑、吡啶和其衍生物，路易斯酸選自三氯化鋁、三氯化鐵、氯化鎂、氯化亞錫和四氯化鈦；n是路易斯酸的摩爾百分數，n為30％～90％。

胺及其衍生物為三烷基胺或三烷基胺鹽酸鹽。其中，三烷基胺中烷基為乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、異丙基、異丁基、異戊基或異辛基。