[发明专利]一种二烷基次膦酸盐的粒径控制方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于阻燃剂合成领域，具体涉及一种二烷基次膦酸盐的粒径控制方法及其应用。

背景技术

聚酰胺、聚酯、不饱和树脂、环氧树脂、聚氨酯等热塑性和热固性塑料被广泛的应用于建筑行业、汽车工业、医疗卫生和家用电器领域。但这些高分子材料通常易燃或可燃，现实应用对其阻燃性能的要求越来越高。为了确保合成材料使用的安全性，并满足环境保护的要求，最有效的方法是在合成材料中加入无卤阻燃剂。

二烷基次膦酸盐已经被证明是一种高效的无卤阻燃剂而广泛应用于合成材料中，但通常使用的二烷基次膦酸盐类阻燃剂由于粒径大而不易在加工温度下与树脂形成均相互容体系，这就极大的限制了添加有该类阻燃剂的树脂在薄膜、纤维、模塑等薄壁材料中的应用。并且将添加有该类阻燃剂的树脂应用于透明材料时，还会造成材料透明度降低。

为了解决上述问题，美国专利US176506 A1公开了一种熔点在250℃以下的二烷基次膦酸锌阻燃剂，这种阻燃剂在加工温度下能够完全熔化，从而与树脂形成均相互容体系。

但该方法存在以下缺陷：用二烷基次膦酸锌取代二烷基次膦酸铝作为阻燃剂应用于树脂中，由于二烷基次膦酸锌中磷含量远低于二烷基次膦酸铝，造成其阻燃效率大大降低。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足， 本发明的一目的在于提供一种获得特细粒径范围的二烷基次膦酸盐的粒径控制方法。 

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种二烷基次膦酸盐的粒径控制方法，包括如下步骤：

a）在二烷基次膦酸和/或二烷基次膦酸碱金属盐水溶液中加入强电解质，得到二烷基次膦酸和/或二烷基次膦酸碱金属盐的强电解质水溶液；

b）将金属化合物和水的混合物与二烷基次膦酸和/或二烷基次膦酸碱金属盐强电解质水溶液反应，即得如式(Ⅰ)所示的二烷基次膦酸盐；

其中，R¹，R²相同或不同，表示为直链或支链C1~C6烷基；M为M为Mg、Ca、Al、Sb、Sn、Ge、Ti、Fe、Zr、Zn、Ce、Bi、Sr或Mn；m为2~4；

所述强电解质为金属盐化合物。

所述步骤a）中强电解质选自氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾、甲醇钠、甲酸钠的一种或几种混合物。

所述步骤a）中强电解质在水溶液中的质量分数为0.01~50%，优选为0. 1~10%。

所述步骤a）中二烷基次膦酸选自二甲基次膦酸、甲基乙基次膦酸、二乙基次膦酸、丁基乙基次膦酸、二丙基次膦酸、甲基丙基次膦酸、乙基丙基次膦酸、丙基丁基次膦酸、二丁基次膦酸的一种或几种混合物，优选为二甲基次膦酸、二乙基次膦酸或二丙基次膦酸。

所述步骤a）中二烷基次膦酸碱金属盐选自二甲基次膦酸钠、甲基乙基次膦酸钠、二乙基次膦酸钠、丁基乙基次膦酸钠、二丙基次膦酸钠、甲基丙基次膦酸钠、乙基丙基次膦酸钠、丙基丁基次膦酸钠、二丁基次膦酸钠的一种或几种混合物，优选为二甲基次膦酸钠、二乙基次膦酸钠或二丙基次膦酸钠。

本发明方法制备二烷基次膦酸金属盐过程中所用二烷基次膦酸和/或二烷基次膦酸碱金属盐均参照中国专利CN 102050835A合成得到。

所述步骤a）中二烷基次膦酸和/或二烷基次膦酸碱金属盐水溶液的质量浓度为10~90%，优选为30~70%。

所述步骤b）中金属化合物选自硫酸铝、硝酸铝、氯化铝、乙酸铝、氧化铝、氢氧化铝、硫酸铁、硝酸铁、氯化铁、乙酸铁、硫酸镁、硝酸镁、氯化镁、乙酸镁、硫酸锌、硝酸锌、氯化锌、乙酸锌、硫酸钙、硝酸钙、氯化钙、乙酸钙的一种或几种混合物。

所述步骤b）中金属化合物和水的混合物中金属化合物的质量百分比为10~100%，优选为20~50%。

所述步骤b）中金属化合物和水的混合物与二烷基次膦酸和/或二烷基次膦酸碱金属盐的摩尔比为10:1~ 1:10，优选为1:1~1:8。

所述步骤b）中金属化合物和水的混合物与二烷基次膦酸和/或二烷基次膦酸碱金属盐强电解质水溶液的反应温度为0~150℃，优选为70~100℃。

所述步骤b）中金属化合物和水的混合物与二烷基次膦酸和/或二烷基次膦酸碱金属盐强电解质水溶液的反应时间为0.1~10h，优选为0.1~3h。