[发明专利]阻燃剂苯基膦酸二（硅酸膦酰杂环亚甲基）酯化合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种阻燃剂苯基膦酸二(硅酸膦酰杂环亚甲基)酯化合物及其制备方法，该化合物的结构如下式所示：制备方法为：在有机溶剂中控制苯基膦酰二氯与二甲基硅酸三羟甲基氧化膦环状酯的摩尔比为1∶2～1∶2.4，30℃下滴加苯基膦酰二氯，滴加过程控制温度不超过80℃，滴完后升温到130‑150℃，保温反应9‑12h，待氯化氢放完，经纯化处理，得白色固体苯基膦酸二(二甲基硅酸膦酰杂环亚甲基)酯。本发明化合物是优良的无卤硅磷协同阻燃剂，可用于聚酰胺、聚酯、聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂、聚烯烃等材料的阻燃，其工艺简单，设备投资少，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种阻燃剂苯基膦酸二(硅酸膦酰杂环亚甲基)酯化合物及其制备方法，具体涉及一种有机硅膦阻燃剂苯基膦酸二(1，1-二甲基-1-硅杂-2，6-二氧杂-4-氧基-4-膦杂-<4>-亚甲基)酯化合物及其制备方法，该化合物是含有硅、磷两种阻燃元素的阻燃剂，可用作聚酰胺、聚酯、聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂、聚烯烃等材料的阻燃剂。

背景技术

随着高分子材料工业的迅速发展，阻燃剂的研究及应用也得了到快速发展。目前，在高分子材料中多用无机阻燃剂和卤系阻燃剂，但这些阻燃剂都或多或少存在一些缺点。如无机阻燃剂的添加量大，相容性差；卤系阻燃剂在使用中会产生对人体有害的气体，有一些卤系阻燃剂已经被禁止使用。因此，环保型阻燃剂是研究开发和应用的重点。有机硅系阻燃剂具有无毒、低烟、环境友好的优点；有机膦系阻燃剂具有黏度小、毒性小，与高分子聚合物有较好的相容性，因而得到了广泛的应用。

本发明公开了一种有机膦硅阻燃剂苯基膦酸二(硅酸膦酰杂环亚甲基)酯化合物及其制备方法，该化合物采用苯基膦酰二氯与二甲基硅酸三羟甲基氧化膦环状酯为原料制备而成。苯基膦酸二(硅酸膦酰杂环亚甲基)酯化合物含磷量高，且含有协同阻燃硅元素。其结构有良好的对称性，分解温度高达396±5℃，与高分子材料相容性好，能适应材料的高温加工，且原料易得，应用范围广，具有市场急需性，有很好的应用和开发前景。

发明内容

本发明的目的之一在于提出一种有机硅膦阻燃剂苯基膦酸二(硅酸膦酰杂环亚甲基)酯化合物，其物化性能稳定，无毒，阻燃效能高，与高分子材料相容性好，可克服现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种阻燃剂有机硅膦阻燃剂苯基膦酸二(硅酸膦酰杂环亚甲基)酯化合物，其特征在于，该化合物的结构如下式所示：

本发明的另一目的在于提出一种有机硅膦阻燃剂苯基膦酸二(硅酸膦酰杂环亚甲基)酯化合物的制备方法，该方法为一步反应，工艺简单，操作方便，设备投资少，易于规模化生产，其技术方案如下：

在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝器和氯化氢吸收装置的反应器中，氮气保护下，加入二甲基硅酸三羟甲基氧化膦环状酯和有机溶剂，待二甲基硅酸三羟甲基氧化膦环状酯完全溶解，控制反应物苯基膦酰二氯与二甲基硅酸三羟甲基氧化膦环状酯的摩尔比为1∶2～1∶2.4，30℃下开始滴加苯基膦酰二氯，滴加过程控制温度不超过80℃，滴完后升温到130-150℃，保温反应9-12h，待氯化氢放完，停止反应，用缚酸剂吡啶或三乙胺调整反应体系pH＝6-7，减压蒸馏除去有机溶剂(回收使用)，将粗产物加入产物理论克数3-4倍体积毫升数的乙醇进行加热溶解，冷却、结晶，过滤，真空干燥后得白色固体苯基膦酸二(硅酸膦酰杂环亚甲基)酯。

如上所述的二甲基硅酸三羟甲基氧化膦环状酯为1，1-二甲基-1-硅杂-2，6-二氧杂-4-氧基-4-膦杂-4-羟甲基环己烷，其结构式为：

如上所述的有机溶剂为二乙二醇二甲醚、环己酮、苯甲醚或二甲亚砜，其用量体积毫升数是二甲基硅酸三羟甲基氧化膦环状酯质量克数的4-6倍。