[发明专利]一种含羟基的液体磷氮阻燃剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型含羟基的液体磷氮阻燃剂六(4-磷酸二乙酯羟甲基苯氧基)环三磷腈的合成方法，具体涉及一种反应性的、含有氮、磷协同阻燃元素化合物的制备方法，属于阻燃技术领域。

背景技术

环三磷腈衍生物类阻燃剂作为环境友好型、高效磷-氮阻燃剂产品近年来发展迅速。六氯环三磷腈是一种环状磷腈化合物，同时含有磷氮元素，本身具有较高的热稳定性和阻燃性能，它及它的衍生物在聚合物材料中已经有了广泛的应用。专利201010501935.X公开了六苯氧基环三磷腈阻燃剂的制备方法，该专利采用直链聚醚作为催化剂，在芳烃和卤代芳烃和水组成的容积体系中，以六氯环三磷腈、苯酚、碱金属氢氧化物为原料进行一锅反应，经过后处理得到白色结晶型固体粉末产品，收率超过95％；专利201210043032.0公开了一种醛基苯氧基取代的环三磷腈的合成制备方法，该方法是将六氯环三磷腈、苯酚、对羟基苯甲醛、铵催化剂为原料，在有机溶剂中利用铵的催化作用实现氯化氢的脱出反应，不使用缚酸剂即可高产率合成醛基苯氧基环三磷腈阻燃剂；专利201210286389.1公开了一种六(4-羟基乙氧基)环三磷腈的合成方法，该方法是将甲氧基乙醇与氢化钠反应得到甲氧基乙醇钠，甲氧基乙醇钠与六氯环三磷腈在四氢呋喃溶液中反应得到六(甲氧基乙氧基)环三磷腈，六(甲氧基乙氧基)环三磷腈与三溴化硼反应，反应完成加水淬灭经过后处理后，得到白色固体六(4-羟基乙氧基)环三磷腈。以上专利中，得到的产物都是固体产物，且部分没有反应性的官能团，只能作为添加型的阻燃剂，限制了其广泛的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种含羟基结构的、液体的、高效环三磷腈阻燃剂六(4-磷酸二乙酯羟甲基苯氧基)环三磷腈的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

六(4-磷酸二乙酯羟甲基苯氧基)环三磷腈阻燃剂的分子结构如下：

六(4-磷酸二乙酯羟甲基苯氧基)环三磷腈阻燃剂，其以环三磷腈为中心结构，采用对羟基苯甲醛与六氯环三磷腈上的六个氯原子进行亲核取代反应，得到六(4-醛基苯氧基)环三磷腈；得到的六(4-醛基苯氧基)环三磷腈与亚磷酸二乙酯反应得到六(4-磷酸二乙酯羟甲基苯氧基)环三磷腈，其反应步骤如下：

六(4-磷酸二乙酯羟甲基苯氧基)环三磷腈阻燃剂的制备方法，按照下述步骤进行：(1)将六氯环三磷腈、对羟基苯甲醛、缚酸剂溶于无水有机溶剂，在惰性气体保护下，搅拌加热回流反应一定时间，反应结束后改成蒸馏装置，减压蒸馏出一半的溶剂，剩余固体和液体倒入一定量蒸馏水中、搅拌、静止、过滤得到白色的粉状固体，反复水洗数次、烘干、用乙酸乙酯重结晶后，得到纯净的六(4-醛基苯氧基)环三磷腈；

(2)将六(4-醛基苯氧基)环三磷腈、亚磷酸二乙酯、催化剂溶于有机溶剂，在惰性气体保护下，加热回流反应一定时间，反应结束后改成蒸馏装置，减压蒸馏出溶剂、催化剂及未反应的亚磷酸二乙酯后，得到透明粘稠液体即为六(4-磷酸二乙酯羟甲基苯氧基)环三磷腈阻燃剂。

其中所述步骤(1)中，六氯环三磷腈与对羟基苯甲醛的摩尔比为1:6-8；六氯环三磷腈与缚酸剂摩尔比为1:7-10；六氯环三磷腈与有机溶剂比例为1g:8-15ml；对羟基苯甲醛与有机溶剂比例为1g:8-15ml。所述有机溶剂为四氢呋喃、乙酸乙酯中一种；所述缚酸剂为碳酸钾、三乙胺中一种；所述惰性气体为氮气或氩气；所述加热回流反应温度在60-80℃，反应时间24-48h。

其中所述步骤(2)中，六(4-醛基苯氧基)环三磷腈与亚磷酸二乙酯的摩尔比为1:6-7；六(4-醛基苯氧基)环三磷腈与催化剂摩尔比为1:7-10；六(4-醛基苯氧基)环三磷腈与有机溶剂比例为1g:8-15ml；亚磷酸二乙酯与有机溶剂比例为1g:8-15ml。所述有机溶剂为 四氢呋喃、乙酸乙酯中一种；所述催化剂为三乙胺；所述惰性气体为氮气或氩气；所述加热回流反应温度在60-80℃，反应时间24-48h。

本发明的优点：本发明所涉及的六(4-磷酸二乙酯羟甲基苯氧基)环三磷腈阻燃剂，同时含有磷、氮元素，且磷元素含量高，本身具有较高的热稳定性和阻燃性能，同时含有羟基，可作为反应型阻燃剂直接参与反应；并且本发明所涉及的六(4-磷酸二乙酯羟甲基苯氧基)环三磷腈制备工艺简单易操作，收率高，实用性强，环保无污染，可大规模用于工业生产。

附图说明