[发明专利]一种二丙基次膦酸铝的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及绿色环保型二丙基次膦酸盐阻燃剂的制备，特别是一种二丙基次膦酸铝的制备方法。

背景技术

随着高分子材料工业快速发展及阻燃法规不断健全和完善，国内外目前对无毒、抑烟型环保无卤阻燃剂的需求愈加迫切。烷基次膦酸盐是近年开发的新一代绿色环保型磷系阻燃剂，与高分子聚合物材料具有较好的相容性，这类阻燃产品密度较低，阻燃剂用量较少，机械性能较好，色泽较佳，烟密度较低，相对电痕指数较高。特别的，二丙基次膦酸铝是一种有效用于尼龙和聚酯等工程塑料的阻燃剂，该产品市场潜力巨大，应用前景广泛，但关于其合成方法目前未见报道。

US6011172和CN1280581报道了由黄磷和卤代烷基为原料制备二烷基次膦酸盐的方法。该方法使用黄磷为磷源，得到产物为二烷基次膦酸、单烷基亚膦酸、次磷酸等混合物体系，二烷基次膦酸产率低，仅为16%；US4374780报道了通过2,4,4-三甲基戊烯-1与磷化氢气体发生自由基加成，随后用过氧化氢将磷化氢的反应产物氧化成次膦酸，生产高度支化的二烷基次膦酸，即二（2,4,4-三甲基戊基）次膦酸，然而该方法必须用高的磷化氢压力（1000psig）来实现磷化氢和烯烃的高比例，并因而减少多余的三-（2,4,4-三甲基戊基）次膦酸副产物。US6300516和US6329544报道了在过氧化物自由基引发剂作用下，烯烃与次磷酸盐反应制备二烷基次膦酸盐的方法。该方法中，反应体系的反应温度由热引发剂（有机或无机过氧化物）的分解温度决定，而大部分的过氧化物引发剂的分解温度都大于100℃。因此，反应体系所需温度一般较高，能耗较大，同时由于压力过高发生聚合反应，例如，以乙烯为原料易产生丁基次膦酸或盐等副产物，这些杂质将严重影响产品品质和初始分解温度等性能指标。

综上所述，针对实际工业生产，寻找转化率高、原料易得、操作简单和安全系数高的生产工艺至关重要，具有现实意义。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种二丙基次膦酸铝的制备方法，该制备方法反应条件温和、工艺简单、产率高、能耗低，所得产品纯度高、热稳定性好。

本发明的技术方案：

一种二丙基次膦酸铝的制备方法，以次磷酸钠和丙烯为反应原料，乙酸为溶剂，纳米金属氧化物为催化剂，催化次磷酸钠与丙烯的加成反应，合成高纯度二丙基次膦酸钠，然后与铝盐进行复分解反应，生成二丙基次膦酸铝，具体包括如下步骤：

1）将次磷酸钠的乙酸溶液置于反应釜中，加入纳米金属氧化物催化剂，在低温常压条件下通入丙烯，然后在250w～500w紫外灯照射下反应10-20h，制得二丙基次膦酸钠溶液体系，并用水稀释至二丙基次膦酸钠浓度为0.05～1.0mol/L；

2）50℃～70℃下向上述二丙基次膦酸钠溶液体系中加入浓度为0.05～1.0mol/L的铝盐溶液，得到二丙基次膦酸铝白色沉淀；

3）将所得二丙基次膦酸铝白色沉淀在50℃～70℃热水中洗涤，然后在真空度为0.085至0.09MPa、温度为130℃的真空干燥箱内干燥，即可得到白色粉末状二丙基次膦酸铝。

所述反应釜内部压力为0.1MPa。

所述纳米金属氧化物催化剂为ZnO、CdS、WO₃、SnO₂、InO₃、ZnS、SiO₂、ZrO₂。

所述纳米金属氧化物催化剂加入量为次磷酸钠质量的0.1%～1%。

本发明的优点是：由于纳米金属氧化物的协同催化作用，光反应是在低温常压下进行，安全性高，耗能低，二丙基次膦酸钠转化率高，副产物少；催化剂用量少，并可重复利用，成本低；由于光反应中二丙基次膦酸钠转化率高，副产物少，复分解反应和水洗所需温度大大降低，即可得到纯度高、热稳定性好的白色固体产品。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明，但是它们并不是对本发明作任何限制。这里仅指出，本发明中使用的试剂和测试设备除特别标明出处之外，均为市售的通用产品。

实施例1：

一种二丙基次膦酸铝的制备方法，包括如下步骤：