[发明专利]一种含三嗪环的有机次膦酸金属盐及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种含三嗪环的有机次膦酸金属盐及其制备方法，具体涉及一种异氰脲酸三烯丙基酯、乙烯与次磷酸反应产物的金属盐及其制备方法，该化合物可作为尼龙、聚酯、聚氨酯、环氧树脂、玻璃钢树脂、涂料等材料的阻燃剂之用。

背景技术：

目前，由于无卤化的要求，有机膦阻燃剂已成为研究的热点，特别是有机次膦酸金属盐阻燃剂更受青睐，其阻燃效率高，添加量较小且无毒环保，机械性能良好，相对漏电指数(CTI)高。较有代表性的化合物是二烷基次膦酸盐，特别是二乙基次膦酸盐国内外报道了较多的制备方法，典型的方法如下：

早期的格氏试剂法、金属络合物催化加成法皆存在反应时间长，产率较低，工艺流程复杂等缺点，无法实现工业应用。

US 6011172和CN 1280581描述了一种由黄磷和卤代烷制备亚膦酸和二烷基次膦酸的方法，反应在碱性水溶液或有机溶剂体系中进行，得到含有单烷基亚膦酸、二烷基次膦酸、次磷酸等的混合物。该方法存在分离纯化困难，产率低(仅为16％)等缺点，且使用剧毒、易燃的黄磷作为原料，安全性低，对工艺要求高。

US 6300516、US 6329544和CN 1280583描述了在自由基引发剂存在下，次磷酸盐与烯烃反应制备二烷基次膦酸盐的方法。虽然该方法制备二烷基次膦酸盐的纯度和产率都较高，但是该方法制得的二烷基次膦酸盐分子量小，分子极性大，作为阻燃剂应用于高分子材料时与基材的相容性差，材料的机械性能下降严重，并且仅有磷作为阻燃元素，无法产生协同效应，影响了阻燃效能。

鉴于以上不足，本发明提出了一种分子量大含三嗪环的有机次膦酸金属盐及其制备方法，该化合物磷氮协同，阻燃效能高，其制备方法产率高，工艺简单，易于工业化生产。

发明内容：

本发明的目的之一在于提出一种新型含三嗪环的有机次膦酸金属盐化合物，为高分子材料加工业增添一种优良的阻燃剂品种。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种含三嗪环的有机次膦酸金属盐化合物，其特征在于，该化合物的结构如下式所示：

其中M为Mg，Ca，Al，Sb，Sn，Ge，Ti，Zn，Ce，Sn，Fe，Mn，Li，Na或K的金属离子，n为M的化合价。

本发明的另一目的在于提出一种新型含三嗪环的有机次膦酸金属盐化合物的制备方法，其工艺简单，便于控制，易于规模化生产，且原料廉价易得，设备简单，其技术方案如下：

如上所述含三嗪环的有机次膦酸金属盐化合物的制备方法，其特征在于，该方法为：在自由基引发剂存在下，将次磷酸先与异氰脲酸三烯丙基酯反应，再与乙烯进行反应，生成有机次膦酸。将所得的有机次膦酸不经分离再与Mg，Ca，Al，Sb，Sn，Ge，Ti，Zn，Ce，Sn，Fe或Mn的金属化合物反应，经纯化得所述有机次膦酸金属盐。

如上所述含三嗪环的有机次膦酸金属盐化合物的制备方法，其特征在于，该方法还可为：在自由基引发剂存在下，将次磷酸先与乙烯反应，再与异氰脲酸三烯丙基酯进行反应，生成有机次膦酸。将所得的有机次膦酸不经分离再与Mg，Ca，Al，Sb，Sn，Ge，Ti，Zn，Ce，Sn，Fe或Mn的金属化合物反应，经纯化得所述有机次膦酸金属盐。

如上所述含三嗪环的有机次膦酸金属盐化合物的制备方法，其特征在于，该方法还可为：在自由基引发剂存在下，将次磷酸碱金属盐先与异氰脲酸三烯丙基酯反应，再与乙烯进行反应，生成有机次膦酸碱金属盐。将所得的有机次膦酸碱金属盐不经分离再与Mg，Ca，Al，Sb，Sn，Ge，Ti，Zn，Ce，Sn，Fe或Mn的金属化合物反应，经纯化得所述有机次膦酸金属盐。

如上所述含三嗪环的有机次膦酸金属盐化合物的制备方法，其特征在于，该方法还可为：在自由基引发剂存在下，将次磷酸碱金属盐先与乙烯反应，再与异氰脲酸三烯丙基酯进行反应，生成有机次膦酸碱金属盐。将所得的有机次膦酸碱金属盐不经分离再与Mg，Ca，Al，Sb，Sn，Ge，Ti，Zn，Ce，Sn，Fe或Mn的金属化合物反应，经纯化得所述有机次膦酸金属盐。

所述的自由基引发剂为过氧化二苯甲酰，2，2′-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸化物，苯甲酸过氧化叔丁酯，偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈。

所述的金属化合物为金属氧化物，金属氢氧化物，金属碱式氧化物，金属硫酸盐，金属乙酸盐，金属硝酸盐或金属氯化物。

所述次磷酸或次磷酸碱金属盐先与异氰脲酸三烯丙基酯的反应摩尔比应为3∶1-3∶1.2。