[发明专利]一种磷酸酯阻燃剂双酚A双[二（1,3-二氯丙基）磷酸酯]及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型磷酸酯类阻燃剂双酚A双[二（1,3-二氯丙基）磷酸酯]化合物，同时提供这种化合物的制备方法。

背景技术

聚氨酯泡沫塑料是一类极易着火的材料，用于聚氨酯泡沫塑料的阻燃剂可分为两类，一类是添加型阻燃剂，另一类是反应型阻燃剂，目前添加型阻燃剂用的比较多，像ＴＣＰＰ，ＴＤＣＰ等氯－磷阻燃剂是很通用的。这些阻燃剂是有两个阻燃元素组成的化合物对阻燃性有协同作用，但由于分子量偏小，它们在塑料中迁移性大，挥发性有机物成分比较大，水解稳定性较低，因此适当加大阻燃剂分子量可以克服以上缺点。

发明内容

本发明合成了一种新型磷酸酯阻燃剂双酚A双[二（1,3-二氯丙基）磷酸酯]，其分子量较大，在塑料中迁移性小，挥发性有机物成分比较小，水解稳定性较高。双酚A双[二（1,3-二氯丙基）磷酸酯]（简称BCPP）的结构式为：

n=1-5。

合成方法是：

第一步，在三氯氧磷、催化剂二氯化镁中分批加入双酚A，三氯氧磷和双酚A的摩尔比为2-8:1，优化为5-6:1，催化剂二氯化镁的用量是反应物总重量的0.1%-0.5%，加热升温至120℃-125℃，保温2.5-3.5小时，期间氯化氢排出，反应结束后，减压蒸馏出过量的三氯氧磷，得到中间产物；

第二步，在中间产物中加入催化剂三氯化铝，催化剂用量为中间产物重量的0.1%-0.5%，在65-70℃间滴加环氧氯丙烷，环氧氯丙烷与双酚A的摩尔比是4.0-4.2：1，滴加时间控制在3-5小时内，滴加完成后体系反应温度升至75℃-80℃，保温1-2小时，得粗品；

第三步，粗品中加入体积比为1:1的甲苯和环己烷混合溶剂，溶剂的用量为粗品重量的2-4倍，经酸洗、碱洗和水洗后减压蒸馏出溶剂，得到产品。

第一步由三氯氧磷与双酚A 反应生成中间体的化学方程式：

n=1-5

中间体再与环氧氯丙烷反应生成BCPP 的化学方程式：

n=1-5

第一步反应中，投料在95℃-100℃下进行，在1.5-2小时内分批次将双酚A投入装有三氯氧磷和催化剂的容器中，双酚A分5-15批投入，优化为8-10批投入。

第三步中，粗品是先用2%盐酸溶液进行一次酸洗，再用2%氢氧化钠进行两次碱洗，再水洗两次，减压蒸馏出溶剂，得到产品。

该产品含两个阻燃元素，其中磷的含量为7.5%，氯的含量为32.5%。用它与其他阻燃剂进行复配后，可在多种塑料制品中起阻燃作用。

附图说明

图1为BCPP的磷-核磁共振谱。

图2为BCPP的液体色谱图。

具体实施方式

实施例1，在2000毫升烧瓶中插入搅拌器、温度计和回流冷凝管，加入923.6克（6摩尔）三氯氧磷和1.2克氯化镁催化剂，在不断搅拌下，缓缓加热升温至95-100℃，而后在1.5小时内分8次投料加入228克(1摩尔)双酚A，投料完成后该体系升温至120-125℃，保温2.5-3.5小时，在这反应过程中有氯化氢气体放出，通过吸收器吸收。反应结束后减压蒸馏出过量的三氯氧磷，得到中间产物459.2克，收率达99.4%，蒸馏得到的三氯氧磷可以回用。

中间产物再加上1.1克三氯化铝催化剂，在65-70℃间滴加环氧氯丙烷367.1克（4摩尔），4小时内滴加完成，在75-80℃保温1-2小时，加入甲苯和环己烷混合溶剂（体积比为1:1）,重量为粗品重量的3倍，用2%盐酸溶液进行一次酸洗，再用2%氢氧化钠进行两次碱洗，再用水洗两次，减压蒸馏出溶剂，得到产品759.7克，产率91.4%。

参考实施例1的方法，改变各实施例的参考，如下：

 实施例1实施例2实施例3实施例4三氯氧磷923.6g/6mol308g/2mol1232g/8mol770g/5mol氯化镁1.2g 2.7g2.9g3.0g双酚A228g/1mol228g/1mol228g/1mol228g/1mol投料时间1.5h2h2h1.5h投料次数8次51510中间产物459.2g456.4g459.8g459.8g中间产物收率99.4%98.8%99.5%99.5%三氯化铝(0.1-0.5)1.1g(0.2%)1.1g(0.2)1.5g(0.3%)2.0g(0.4%)环氧丙烷367.1g/4mol367.1g/4mol385.5g/4.2mol376.3g/4.1mol环氧丙烷滴加时间4h3h5h4h混合溶剂量粗品重量的3倍粗品重量的2倍粗品重量的4倍粗品重量的4倍产品759.7g751.2g768.1g762.8g产率91.4%90.3%92.3%91.7%