[发明专利]一种改性氯代磷酸酯阻燃剂的制备方法

说明书

本发明涉及阻燃技术领域，尤其涉及一种改性氯代磷酸酯阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：（1）将三氯氧磷加入到光催化反应器中，逐滴加入环氧乙烷，再加入纳米硼酸铜光催化剂，于可见光氙灯照射下，搅拌反应，得到粗三氯乙基磷酸酯；（2）纯化、真空干燥，得到硼酸铜改性三氯乙基磷酸酯；（3）外表面包覆微胶囊，制得硼酸铜改性三氯乙基磷酸酯微胶囊阻燃剂。采用可见光催化有机合成三氯乙基磷酸酯，采用纳米硼酸铜同时作为可见光催化剂和改性剂，并通过微胶囊的包覆，改变了硼酸铜改性三氯乙基磷酸酯的形态，非阻燃状态下，能够有效阻止挥发，更为绿色环保，同时提高了热分解温度，避免在PU、PE等材料中渗出，提高阻燃效率。

技术领域

本发明涉及阻燃技术领域，尤其涉及一种改性氯代磷酸酯阻燃剂的制备方法。

背景技术

阻燃材料是一种保护材料，它是能够阻止燃烧而自己并不容易燃烧的材料，是一种能使易燃物质燃烧减慢、终止或难以燃烧的物质。阻燃材料属于国家大力扶持的新材料领域，任何产品的中高端市场都是技术和产品品质主导的市场。磷氯系阻燃剂中阻燃性及持久性最好的品种之一，尽管国内外有少量生产，但是生产规模不大，限制了该产品在国外的高端家居用品、汽车、高铁、航空业等行业的使用，所以目前国内外高性能产品仍需从美国、西欧等国家进口。

三氯乙基磷酸酯，简称TCEP，一种优秀的有机磷系阻燃剂，由于分子中元素氯和磷以及酯键，使其成为高分子材料优良的阻燃剂和增塑剂。但TCEP同时也具备含磷阻燃剂的普遍缺陷如：制品易起霜，柔软性能下降，易在PU、PE等材料中渗出，降低了其阻燃效率。因此，对三氯乙基磷酸酯阻燃剂的改性研发具有重要的研究意义。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术存在的问题，提供了一种改性氯代磷酸酯阻燃剂的制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种改性氯代磷酸酯阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：

（1）将三氯氧磷加入到光催化反应器中，逐滴加入环氧乙烷，再加入纳米硼酸铜光催化剂，于可见光氙灯照射下，搅拌条件下反应，得到粗三氯乙基磷酸酯；

（2）将粗三氯乙基磷酸酯纯化、真空干燥，得到硼酸铜改性三氯乙基磷酸酯；

（3）将硼酸铜改性三氯乙基磷酸酯阻燃剂外包覆微胶囊，制得硼酸铜改性三氯乙基磷酸酯微胶囊阻燃剂。

纳米硼酸铜的禁带宽度在2.34~3.30eV，能够作为可见光催化剂应用于有机合成，同时还具有优异的阻燃特性，本发明采用纳米硼酸铜同时作为可见光催化剂和改性剂，在可见光氙灯照射下，三氯氧磷与环氧乙烷在纳米硼酸铜催化下发生酯化反应，可见光催化有机合成三氯乙基磷酸酯，然后与硼酸铜掺杂改性得到硼酸铜改性三氯乙基磷酸酯，随后通过常规技术手段对其外表面进行包覆微胶囊，制得硼酸铜改性三氯乙基磷酸酯微胶囊阻燃剂。本发明利用可见光催化合成三氯乙基磷酸酯，无需添加额外的催化剂，所用光催化剂在反应完成后继续作为改性剂使用，增强阻燃性能。一方面节约资源，另一方面提高了反应转化率，进而提高产率。通过微胶囊的包覆，改变了硼酸铜改性三氯乙基磷酸酯的形态，同时提高了热分解温度，避免在PU、PE等材料中渗出，提高阻燃效率。

作为优选，所述三氯氧磷、环氧乙烷和纳米硼酸铜光催化剂的物质的量比为1：（3~5）：（0.01~1）。

作为优选，所述微胶囊以白明胶和阿拉伯树胶为囊材料。

作为优选，所述纳米硼酸铜光催化剂为纳米Cu₃B₂O₆或纳米CuB₂O₄。

作为优选，步骤（1）中，环氧乙烷的滴加速度为2~5mL/min，滴加速度过快或过慢，都不利于酯化反应的高产率。