[发明专利]一种反应型双环磷酸酯阻燃剂的合成方法

说明书

本发明提供了一种新型反应型双环磷酸酯阻燃剂的合成方法，以三氯氧磷和季戊四醇为原料合成中间体季戊四醇双磷酸酯二磷酰氯（PDD）的最佳工艺条件为：以一定量的二氯甲烷作溶剂，一定量的三乙胺作缚酸剂，反应物季戊四醇与三氯氧磷的摩尔比为1:2.1，反应温度为50℃，反应时间为6h；合成目标产物季戊四醇双磷酸酯二磷酰氯缩丙烯醇（PDA）的最佳工艺条件为：反应物PDD与丙烯醇的摩尔比为1:2.2，冰浴条件下反应8h。本发明具有工艺简单，绿色环保的优点，且采用本方法合成的新型阻燃剂具有无卤、无毒、热稳定性好等优点，能够很好地克服添加型磷系阻燃剂阻燃效率低、易迁出和高分子材料相容性差等缺点，与当前提倡的环保要求相符合，具有广阔的发展前景。

技术领域

本发明属于阻燃剂的技术领域，涉及阻燃剂合成方法，尤其是涉及一种反应型双环磷酸酯阻燃剂的合成方法。

背景技术

20世纪中期以来，随着石化工业的兴起，天然和人工合成的高分子材料由于其具有优异的综合性能、体重轻、易于加工而广泛应用于生活的各个方面，高分子材料的蓬勃发展给人们的生活带来了诸多便利。人们在享受高分子科技带来的便利的同时，也承受着因高分子材料的易燃性而带来的严重危害，同时威胁到人们的生命和财产安全。因此高分子材料面临着社会和环境等关于材料阻燃化要求的压力。在高分子材料中引入阻燃剂，能够降低材料的火危险性。传统的卤素阻燃剂和锑联用，具有阻燃效率高，影响材料的性能小的特点而得到广泛应用，但是近年来由于环境保护的要求，阻燃剂的无卤化，环境友好化成为目前的研究热点。近年来科研人员花费巨大的精力和财力寻找无卤阻燃剂。在无卤阻燃剂中，越来越受人们青睐的是具有低毒、高效、对环境无害等特点的有机磷系阻燃剂，然而传统的有机磷系阻燃剂也存在分子量低、易迁出、阻燃效率低等不足，因此提高磷系阻燃剂的热稳定性和阻燃效率是其发展方向之一。其中反应型磷酸酯阻燃剂由于阻燃剂和聚合物分子是以化学键相连接，所以材料所获得的阻燃性具有相对的永久性，毒性低，很好地解决了添加型阻燃剂与高分子材料相容性不好的问题，是目前研究热点之一。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种反应型双环磷酸酯阻燃剂的合成方法，具有工艺简单，绿色环保的优点，且采用本方法合成的阻燃剂具有无卤、无毒、热稳定性好等优点，与当前提倡的环保要求相符合，具有广阔的发展前景。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本反应型双环磷酸酯阻燃剂的合成方法，依次包括以下步骤：

①中间体PDD的合成：在装有冷凝管、控温装置、搅拌装置及尾气吸收装置的四口瓶中依次加入40～60mL有机溶剂、10～15g季戊四醇和0.5～3.5mL缚酸剂，将15～25mL三氯氧磷装在恒压滴液漏斗中，搅拌并缓慢加热，温度达到30～45℃时缓慢滴加三氯氧磷，用氢氧化钠稀溶液吸收反应所产生的尾气氯化氢，当三氯氧磷滴加完全后，此时升温至45～55℃，形成均匀的悬浊液，记录反应开始的时间和现象，温度控制在45～55℃持续反应4～8个小时后，停止反应；产物用洗涤溶剂进行洗涤，洗涤后的产物用干净的抽滤瓶多步抽滤，抽滤后的产物放入真空干燥箱干燥，用冰醋酸结晶方法分离出反应产物PDD，最后得到的产物为白色晶体，宜盛装在密闭容器中以防止产物吸水，PDD的合成路线如下所示：

②目标产物PDA的合成：在装有冷凝管、控温装置、搅拌装置及尾气吸收装置的三口瓶中加入40～100mL DMF、2～6g PDD，冰浴并搅拌温度控制在5～10℃，然后加入丙烯醇2～5mL；用恒压滴液漏斗缓慢滴加4～8mL缚酸剂，反应6～10h；停止反应，用布氏漏斗抽滤3～8次，将滤液放入冰箱8～12h，再将溶液中析出的固体过滤掉，对滤液减压蒸馏，得到淡黄色固体，再用氯仿洗涤淡黄色固体得到白色固体，PDA的合成路线如下所示：

作为优选，所述的有机溶剂为二氯甲烷、1，4-二氧六环、甲苯、乙腈中的任意一种或者多种的混合。