[发明专利]一种含氟苯基膦酸铝聚合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含氟苯基膦酸铝聚合物及其制备方法，包括如下步骤：将五氟溴苯、4,4'‑二溴八氟联苯在四氢呋喃中与镁粉反应制成格氏试剂，先后经格氏化反应生成双(五氟苯基)氯化膦、4,4'‑八氟联苯基双(五氟苯基氯化膦)；然后在苯基膦酸中进行高温氧化，生成双(五氟苯基)膦酰氯、4,4'‑八氟联苯基双(五氟苯基膦酰氯)；将氢氧化铝在甲苯溶剂中与双(五氟苯基)膦酰氯及4,4'‑八氟联苯基双(五氟苯基膦酰氯)进行脱水反应，得到所述的含氟苯基膦酸铝聚合物。本发明的方法合成了一种新型的高分子聚合物，所述的含氟苯基膦酸铝聚合物不仅具有优异的阻燃效果，而且还有优异的耐热性、耐冲击性、耐磨性、拒水防雾等性能。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种含氟苯基膦酸铝聚合物及其制备方法。

背景技术

由于磷系阻燃剂毒性小、阻燃效果好，使用量不断增加。所以，各种磷酸或膦酸酯阻燃剂新品种层出不穷。苯基次膦酸铝分子量为450.235，初始分解温度350℃，色白、无毒，热稳定性、水解稳定性都很好，无挥发性，耐油性能好，用其制成的产品在加工中不引起聚合物的分解，也不影响塑料模制组合物且耐寒耐候性强。与其他阻燃剂协同使用可以优势互补，对机体物质具有催化成炭作用，增强阻燃性能，是一种高效的协效阻燃剂。

目前，阻燃剂均是做成小分子添加剂，添加量往往达到10-40％，苯基次膦酸铝属于小分子有机膦酸盐，小分子阻燃剂的添加，必然会影响有机材料的性能，比如耐冲击性、耐磨性、拒水性、耐热性等。

鉴于以上原因，特提出本发明。

发明内容

为了解决现有技术存在的以上问题，本发明提供了一种含氟苯基膦酸铝聚合物及其制备方法，本发明的方法制备的含氟苯基膦酸铝聚合物不仅具有优异的阻燃效果，而且还有优异的耐热性、耐冲击性、耐磨性、拒水防雾等性能。

本发明的第一目的，提供了一种含氟苯基膦酸铝聚合物的制备方法，所述的方法包括如下步骤：

(1)五氟苯基二氯化膦的制备：将五氟溴苯在溶剂中与镁粉反应得到五氟苯基溴化镁，所述的五氟苯基溴化镁与过量的三氯化磷进行格氏反应，得到五氟苯基二氯化膦；

(2)双(五氟苯基)氯化膦和4,4'-八氟联苯基双(五氟苯基氯化膦)的制备：将4,4'-二溴八氟联苯在溶剂中与镁粉反应制得4,4'-八氟联苯基双(溴化镁)，五氟苯基溴化镁或所述的4,4'-八氟联苯基双(溴化镁)与过量的五氟苯基二氯化膦进行格氏反应，得到双(五氟苯基)氯化膦或4,4'-八氟联苯基双(五氟苯基氯化膦)；

(3)双(五氟苯基)膦酰氯及4,4'-八氟联苯基双(五氟苯基膦酰氯)的制备：将所述的双(五氟苯基)膦酰氯或所述的4,4'-八氟联苯基双(五氟苯基氯化膦)在苯基膦酸中进行高温氧化，生成双(五氟苯基)膦酰氯或4,4'-八氟联苯基双(五氟苯基膦酰氯)；

(4)含氟苯基膦酸铝聚合物的制备：在温度为0-20℃下，所述的双(五氟苯基)膦酰氯、4,4'-八氟联苯基双(五氟苯基膦酰氯)和氢氧化铝在甲苯中进行反应后，过滤出三氯化铝，再升温至121-141℃下脱水反应6-10小时，蒸出甲苯，得到所述的含氟苯基膦酸铝聚合物。

进一步的，步骤(1)和(2)中所述的溶剂为四氢呋喃或2-甲基四氢呋喃中的一种或两种。

进一步的，步骤(1)中五氟溴苯与镁粉的反应温度为50-65℃，反应时间为5-7小时，格氏反应的温度为71-86℃，反应时间为6-8小时。

进一步的，步骤(1)中五氟溴苯与镁粉的摩尔比为1:1.0-1.1，五氟溴苯和镁粉总质量与溶剂的质量比为100:350-500，五氟苯基溴化镁与三氯化磷的摩尔比1:5-7。

进一步的，步骤(2)中4,4'-二溴八氟联苯与镁粉的反应温度为50-65℃，反应时间为5-7小时，格氏反应的温度为71-86℃，反应时间为6-8小时。