[发明专利]一种含磷阻燃剂的制备方法

说明书

一种含磷阻燃剂的制备方法，涉及阻燃生产技术领域。向反应釜中投入带水剂和磷酸，在40～50℃、‑0.09～‑0.099MPa下脱水并降温至40℃后加入催化剂，然后再连续通入环氧化物在40～70℃温度下反应，经老化后再脱低沸，然后再降温至30～35℃取样测酸值，在酸值≤0.5mgKOH/g时，在‑0.09～‑0.099MPa压力下升温脱除带水剂，得成本低并且阻燃效果更好的含磷阻燃剂，本发明合成条件温和，操作简单，工艺简便，产率较高。

技术领域

本发明涉及阻燃生产技术领域。

背景技术

阻燃剂，又称难燃剂，耐火剂或防火剂，是指以提高可燃材料的难燃性，即以阻止其被火引燃和以抑制火焰传播为目的的功能化助剂。在当今广泛使用的诸多材料中，无论是天然的，还是合成的高分子材料（包括塑料，橡胶，纤维，涂料，纸张，木材等）最具可燃性，也自然成为阻燃剂的主要应用对象。由于可燃材料的燃烧过程往往伴随大量的烟雾和有毒有害气体的排放，这些烟雾和有毒有害气体所造成的危害并不仅仅局限于单纯提高材料的难燃性，同时囊括了消除烟雾和降低有毒有害气体发生量等方面的内容。阻燃剂的概念实际包含着难燃化和抑烟，减毒双重含义。

阻燃剂的分类方法有很多种，按照不同的分类方法可以将阻燃剂进行不同的分类。按阻燃元素的不同可以分为含卤阻燃剂，含磷阻燃剂，含氮阻燃剂，含硅阻燃剂，含硼阻燃剂，含锑阻燃剂等；按使用方法的不同可把阻燃剂分为添加型和反应型。添加型阻燃剂主要是通过在可燃物中添加阻燃剂来发挥阻燃作用。反应型阻燃剂则是通过化学反应在高分子材料中引入阻燃基团，从而提高材料的抗燃性，起到阻止材料被引燃和抑制火焰传播的目的。

聚氨酯材料具有良好的力学性能，耐磨、抗撕裂能力。因此关于聚氨酯材料复配、改性的研究众多，使其保持优异性能的同时，又使各组分的性能相互补充，相互关联，形成复合效应。聚氨酯的氧指数只有14%～16%极易被点燃，燃烧速度猛烈，不易扑灭，为使聚氨酯得到更广泛的使用通常对其进行阻燃处理，磷系阻燃剂与无机化合物阻燃剂相比具有添加量小、阻燃效率高的优点。与卤素阻燃剂相比具有低毒、污染小的优点使其在阻燃聚合物的研究方面有巨大潜力。

目前聚合物材料用阻燃剂有添加型阻燃剂和反应型阻燃剂两种。由于添加型阻燃剂与聚合物基体之间存在着或多或少的不相容性，在加工过程中会伴随溢出、分解等现象而影响材料的性能。而反应型阻燃剂通过与高分子基体材料发生化学反应，嫁接到基体材料中，赋予基体材料本质的阻燃性能，且对材料的结构稳定性和力学等性能影响较小，克服了添加型阻燃剂不稳定的缺点。基于反应型阻燃剂的优势，近年来其已逐渐替代添加型阻燃剂，成为阻燃领域研究的热点。

三-（2-氯异丙基）磷酸酯（TCPP）与三(2-氯乙基)磷酸酯（TCEP）是常用的两种磷酸酯阻燃剂。阻燃机理是利用阻燃剂的热降解产物促使聚合物表面迅速脱水而炭化，进而形成炭化层。由于单质碳不进行产生火焰的蒸发燃烧和分解燃烧，因此，具有阻燃保护作用。磷系阻燃剂对含氧聚合物的阻燃作用就是通过这种方式实现的。其原因是含磷化合物热分解得到的最终产物是聚偏磷酸，而它是强脱水剂。 磷系阻燃剂在燃烧温度下分解生成不挥发的玻璃状物质，它包覆在聚合物的表面，这种致密的保护层起隔离层的作用。

专利CN2013105593901公开了一种聚氨酯硬质泡沫阻燃聚醚多元醇及其制备方法，其原料包括（重量份数）：水20-50份、淀粉25-30份、磷酸8-10份、四溴苯酐20-40份浓硫酸0.5-1.5份、环氧丙烷30-80份，其制备方法是：将水、浓硫酸、淀粉和四溴苯酐混合均匀后加热反应至透明，再加入磷酸，充分混合在120-150℃条件下慢慢加入环氧丙烷，反应完成后在100-120℃条件下抽真空20-40min，即可得到聚氨酯硬泡阻燃聚醚多元醇。但由于该方法中采用的四溴苯酐和浓硫酸作为生产原料，该聚醚多元醇产品在合成的聚氨酯硬质泡沫在使用过程中会释放具有腐蚀性、毒性的烟雾，对环境造成污染，实用效果差。