[发明专利]一种聚合磷酸酯阻燃剂的制备新方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合磷酸酯阻燃剂的制备新方法，本方法制备的高分子阻燃剂分子量大，抗迁移性强，可应用于聚氨酯、聚丙烯酸酯等合成高分子材料的阻燃改性。 

技术背景

高分子材料的广泛应用是人类文明进步的标志。然而高分子材料本身的易燃性导致的火灾事故也经常给人类社会造成损失，高分子材料的广泛应用促进了阻燃剂的发展。目前阻燃剂已成为仅次于增塑剂的第二大高分子材料助剂。甲基膦酸二甲酯(DMMP)、三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)等是广泛应用的阻燃剂品种，但是这些化合物分子量较小，易析出，抗迁移性差，影响材料的机械性能；含卤阻燃剂也不符合日趋严格的环保要求。 

中国专利201010227072.1公开了一种低聚磷酸酯多元醇的制备方法。该专利存在以下缺陷：(a)工艺条件不能保证三氯氧磷与一元醇的单酯化反应，不利于得到高分子量聚合磷酸酯产品；(b)三乙胺做缚酸剂，生成的三乙胺盐酸盐在产物中溶解约7％，不能通过过滤彻底除去，进而会影响产品的使用性能。中国专利200710022380.9公开了低聚磷酸酯可以用酸洗、碱洗、水洗等后处理工艺除残留酸，提纯粗产品。由于聚合磷酸酯产品在水中溶解度很大，甚至完全溶于水，实际纯化会有困难。 

本发明聚合磷酸酯阻燃剂分子量大，含磷量高，抗迁移性强，对材料机械性能影响小。 

发明内容

本发明目的在于提出一种聚合磷酸酯阻燃剂的制备新方法，该新方法能克服现有技术的不足，聚合定向性好、纯化效果好，制备的聚合磷酸酯阻燃剂分 子量大，产品综合性能提高，工艺简单易操作。 

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案： 

一种聚合磷酸酯阻燃剂的制备新方法，该聚合物的结构为： 

本发明是对聚合磷酸酯阻燃剂制备方法的改进。其特征在于，该方法为：以二氯乙烷为溶剂、辛酸亚锡为催化剂，三氯氧磷与等摩尔乙醇在6℃以下充分混合均匀，此时不产生化学反应，然后缓慢升温开始反应。在20-30℃反应2h，得到中间物磷酸单酯。接着向磷酸单酯中缓慢滴加等摩尔丁二醇(以三氯氧磷计)，升温到45℃保温2-3h、65℃保温1-2h，而后微真空(-0.01MPa)排尽氯化氢。加入3-5％质量(以理论产物计)三聚氰胺搅拌1h，过滤除去三聚氰胺盐，蒸馏出溶剂及低沸点物得到聚合磷酸酯阻燃剂。 

具体而言，所述制备方法包括如下步骤： 

(1)将三氯氧磷、二氯乙烷和辛酸亚锡加入到反应器中，用冰水浴冷却，搅拌下滴加入等摩尔乙醇(以三氯氧磷计)，滴加过程维持体系温度6℃以下，此过程不产生化学反应，属于物理混合过程。 

(2)缓慢升温开始反应，20-30℃保温反应2h，使氯化氢完全放出，得到中间物磷酸单酯。 

反应原理为： 

(3)20-30℃下把等摩尔丁二醇(以三氯氧磷计)缓慢滴加到中间物磷酸单酯中，升温到45℃保温2-3h、65℃保温1-2h，而后微真空(-0.01MPa)排 尽氯化氢。 

反应原理为： 

(4)加入3-5％质量(以理论产物计)三聚氰胺搅拌1h，过滤除去三聚氰胺盐，蒸馏出溶剂及低沸点物得到聚合磷酸酯。 

反应原理为： 

本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有以下优点： 

①本发明制备方法反应过程中没有使用缚酸剂，只是纯化过程采用少量固体碱三聚氰胺除去微量残留酸，通过过滤除去三聚氰胺盐，三聚氰胺盐不溶于产品，纯化效果好，三聚氰胺盐经中和后释放出的三聚氰胺不溶于水，过滤、干燥后可循环利用，能降低成本，且工艺简单易操作。 

②在保证不进行化学反应的温度下将反应物三氯氧磷和乙醇充分混合均匀后再开始升温反应，能保证乙醇和三氯氧磷一对一反应生成中间物磷酸单酯，进而与丁二醇反应得到高分子量聚合产物，产品综合性能得以提高。 

附图说明

为了进一步说明产品的结构和性能特给出如下图谱。 

1、聚合磷酸酯的红外图谱，详见说明书附图图1； 

1242cm^-1处为P＝O伸缩振动峰；1081cm^-1处为P-O-C伸缩振动特征峰；2986cm^-1处为甲基、亚甲基C-H伸缩振动峰；1453cm^-1、1399cm^-1及818cm^-1为亚甲基和甲基中C-H变形振动峰。