[发明专利]一种六氟环三磷腈的制备方法

说明书

本发明涉及一种六氟环酸三磷腈的制备方法，所述方法包括：S1:将氟化铵粉末溶于无水有机溶剂中，并向该有机溶剂中加入一定量的催化剂；S2:向所述有机溶剂中通入五氟化磷气体，通入结束后，保温反应一段时间S3:反应结束后，蒸馏得到电子级的六氟环三磷腈。本发明通过控制适当的反应条件，以成本很低的五氟化磷和氟化铵为原料一步制得、且整个工艺过程简单、三废较少，能够高收率及高纯度的合成电子级六氟环三磷腈。

技术领域

本发明涉及氟化学合成技术领域，特别涉及一种电子级六氟环三磷腈的制备方法。

背景技术

磷腈是一类骨架由磷和氮交替排列的化合物，包括环磷腈和聚磷腈。其中六氯环三磷腈是最为基础的磷腈化合物，它可以通过不同的亲核取代反应得到含有不同基团的磷腈衍生物，这些衍生物根据取代基的不同可被广泛应用于制备各种性能的防火阻燃材料、特种橡胶与弹性材料、高温润滑材料、医药级生物医学材料、非线性光学材料、膜材料等，其中磷腈在阻燃材料方向的应用，特别是在锂离子电池电解液中的应用具有极大的价值。

目前为了避免锂电池在极端环境和使用不当的情况下发生燃烧、爆炸等危险，在锂电池电解液中添加具有阻燃效果的添加剂是一种有效的办法。磷腈类阻燃剂中六氯环三磷腈虽然也具有较好的阻燃性能，但是氯对电池体系具有较大的腐蚀作用，而将六氯环三磷腈中的氯都用氟取代得到的六氟环三磷腈，不仅可解决电池体系的腐蚀问题，而且氟化物本身具有更好的阻燃效果，因而可显著改善电解液的安全性能。

但目前六氟环三磷腈都无法直接制得，而是以六氯环三磷腈为原料经氟化间接生成。如美国专利US2004191635、日本专利JP2009161559、中国专利ZL200810023746.9等多篇专利所披露的均是以六氯环三磷腈为原料经氟化制得六氟环三磷腈，该反应需要用到价格昂贵的原料六氯环三磷腈，且会产生较多的固体废弃物，且步骤繁琐，需先制得六氯环三磷腈。另外，由于所用原料六氯环三磷腈含水，导致最终所得的产品六氟环三磷腈水含量较高，不能直接作为电子级产品使用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种六氟环酸三磷腈的制备方法，通过控制适当的反应条件，以成本很低的五氟化磷和氟化铵为原料一步制得、且整个工艺过程简单、三废较少，能够高收率及高纯度的合成电子级六氟环三磷腈。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种六氟环酸三磷腈的制备方法，所述方法包括：

S1:将氟化铵粉末溶于无水有机溶剂中，并向该有机溶剂中加入一定量的催化剂；

S2:向所述有机溶剂中通入五氟化磷气体，通入结束后，保温反应一段时间，在过程中发生如下反应：

S3:反应结束后，蒸馏得到电子级的六氟环三磷腈。

其中加入催化剂的操作也可以在步骤S2中通入五氟化磷气体之前加到溶剂中。

作为本发明一个较佳实施例，步骤S1中，有机溶剂选自卤代烃类溶剂、烷烃类溶剂及卤代芳烃类溶剂中的一种或几种；更进一步地，所述卤代烃类溶剂包括但不限于二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、氯丙烷或三氯丙烷等，所述烷烃类溶剂包括但不限于正己烷、环戊烷或正庚烷等，所述卤代芳烃类溶剂包括但不限于氯苯、邻二氯苯、2-氯甲苯或均三氯苯等。

作为本发明一个较佳实施例，步骤S1中，所述催化剂选自金属卤化物、金属硫化物及金属氧化物中的一种或几种；更进一步地，所述金属卤化物包括但不限于氯化锌、溴化锌、氯化铁、溴化铁、氯化镍或溴化镍等，所述金属硫化物包括但不限于硫化铁或硫化锌等，所述金属氧化物包括但不限于氧化铁、氧化镍或氧化铝等。