一種滌綸織物浸軋用阻燃劑環(huán)狀磷酸酯的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種滌綸織物浸軋用阻燃劑環(huán)狀磷酸酯的合成方法，包括如下步驟：（1）制備中間體乙基雙環(huán)亞磷酸酯；（2）制備環(huán)狀磷酸酯：將原料甲基磷酸二甲酯和Cat2加入到中間體產(chǎn)物乙基雙環(huán)亞磷酸酯中，對(duì)反應(yīng)體系進(jìn)行氮?dú)庵脫Q，反應(yīng)過(guò)程通人氮?dú)鈬?yán)格隔絕空氣，在一定溫度下反應(yīng)一定時(shí)問(wèn)后，減壓抽去未反應(yīng)的原料，得到無(wú)色透明粘稠液體，即為產(chǎn)物滌綸耐久阻燃劑環(huán)狀磷酸酯。由此制得的滌綸織物浸軋用阻燃劑環(huán)狀磷酸酯不含鹵素，不含甲醛，熱穩(wěn)定性好，揮發(fā)低，處理后對(duì)織物的性能幾乎沒(méi)有影響。
【專利說(shuō)明】一種滌綸織物浸軋用阻燃劑環(huán)狀磷酸酯的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及一種滌綸織物浸軋用阻燃劑的合成方法，尤其涉及一種滌綸織物浸軋用阻燃劑環(huán)狀磷酸酯的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，用于滌綸織物的浸軋型阻燃劑大多是一些簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)鹽的復(fù)配物，這類阻燃劑不耐水洗，并且還有鹽析、泛白霜等缺點(diǎn)。隨著滌綸織物使用范圍的擴(kuò)大，阻燃的要求越來(lái)越高，不但要求阻燃效果好，還要有一定的耐水洗性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于上述原因，本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N合成的滌綸耐久阻燃劑，其是一種環(huán)狀磷酸酯齊聚物，與傳統(tǒng)阻燃劑相比，該阻燃劑不含鹵素，不含甲醛，熱穩(wěn)定性好，揮發(fā)低，處理后對(duì)織物的性能幾乎沒(méi)有影響，國(guó)內(nèi)已有一些關(guān)于該產(chǎn)品應(yīng)用方面的研究報(bào)道，且也實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用方面的工業(yè)化。然而該產(chǎn)品詳細(xì)的制備過(guò)程幾乎未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道，其中問(wèn)體制備在國(guó)外早期的專利文獻(xiàn)中僅有過(guò)簡(jiǎn)要地介紹提及，本發(fā)明對(duì)其詳細(xì)制備過(guò)程進(jìn)行了披露，其是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0004]一種滌綸織物浸軋用阻燃劑環(huán)狀磷酸酯的合成方法，包括如下步驟:
[0005](1)制備中間體
[0006]將三羥甲基丙烷、亞磷酸三乙酯和Catl按計(jì)量及一定順序投入帶有攪拌、回流冷凝器及溫度計(jì)的四口燒瓶中，升溫至一定溫度后，進(jìn)行反應(yīng)回流，反應(yīng)一定時(shí)間后將反應(yīng)裝置改為蒸餾裝置，啟動(dòng)真空泵，減壓蒸餾除去副產(chǎn)物乙醇及未反應(yīng)的原料，冷卻后得到白色堅(jiān)硬的固體，即為中間體產(chǎn)物乙基雙環(huán)亞磷酸酯；
[0007](2)制備環(huán)狀磷酸酯
[0008]將原料甲基磷酸二甲酯和Cat2加入到中間體產(chǎn)物乙基雙環(huán)亞磷酸酯中，對(duì)反應(yīng)體系進(jìn)行氮?dú)庵脫Q，反應(yīng)過(guò)程通人氮?dú)鈬?yán)格隔絕空氣，在一定溫度下反應(yīng)一定時(shí)問(wèn)后，減壓抽去未反應(yīng)的原料，得到無(wú)色透明粘稠液體，即為產(chǎn)物滌綸耐久阻燃劑環(huán)狀磷酸酯。
[0009]由此制得的滌綸織物浸軋用阻燃劑環(huán)狀磷酸酯不含鹵素，不含甲醛，熱穩(wěn)定性好，揮發(fā)低，處理后對(duì)織物的性能幾乎沒(méi)有影響。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例1
[0011]主要原料及試劑
[0012]三羥甲基丙烷:分析純，天津市化學(xué)試劑研究所產(chǎn)；亞磷酸三乙酯:分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)；甲基磷酸二甲酯:分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)；無(wú)水乙醇:分析純，天津市化學(xué)試劑研究所產(chǎn)；催化劑I(Catl):復(fù)合有機(jī)酸，自制；催化劑2(Cat2):復(fù)合有機(jī)堿，自制。滌綸條子布:紹興卓成紡織品有限公司產(chǎn)；質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%氫氧化鈉溶液:工業(yè)級(jí)，市售。
[0013]主要儀器
[0014]Avatar360紅外光譜儀:Nicolet公司制；GC6890氣相色譜儀，LC1100液相色譜儀，氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC / MS):Agilent Technologies公司制；LAF.10型織物垂直燃燒性能測(cè)定儀:蘇州健豪檢測(cè)儀器有限公司制。
[0015]阻燃劑合成實(shí)驗(yàn)
[0016]制備中間體
[0017]將三羥甲基丙烷、亞磷酸三乙酯和Catl按計(jì)量及一定順序投入帶有攪拌、回流冷凝器及溫度計(jì)的四口燒瓶中，升溫至一定溫度后，進(jìn)行反應(yīng)回流，反應(yīng)一定時(shí)間后將反應(yīng)裝置改為蒸餾裝置，啟動(dòng)真空泵，減壓蒸餾除去副產(chǎn)物乙醇及未反應(yīng)的原料，冷卻后得到白色堅(jiān)硬的固體，即為中間產(chǎn)物乙基 雙環(huán)亞磷酸酯，產(chǎn)率達(dá)到了 95.0%，高于文獻(xiàn)值78.0%和90.0%。
[0018]制備環(huán)狀磷酸酯
[0019]將原料甲基磷酸二甲酯和Cat2加入到中間體中，對(duì)反應(yīng)體系進(jìn)行氮?dú)庵脫Q，反應(yīng)過(guò)程通人氮?dú)鈬?yán)格隔絕空氣，在~定溫度下反應(yīng)一定時(shí)問(wèn)后，減壓抽去未反應(yīng)的原料，得到無(wú)色透明粘稠液體，即為產(chǎn)物滌綸耐久阻燃劑環(huán)狀磷酸酯。
[0020]阻燃整理工藝
[0021]工藝流程:浸軋(二浸二軋，軋余率80% ) 一烘干(10(TC，2min) —焙烘一水洗。工藝配方:滌綸耐久阻燃劑:80— 180g / 1^，30%氫氧化鈉溶液:調(diào)節(jié)工作液？!1值5.0~6.0，焙烘時(shí)間lmin，焙烘溫度190°C。
[0022]測(cè)試與表征
[0023]氣相色譜(GC)分析:利用GC6890氣相色譜儀對(duì)合成的中問(wèn)體乙基雙環(huán)亞磷酸酯進(jìn)行氣相色譜的定量分析。
[0024]液相色譜(LC)分析:利用LCllOO液相色譜儀對(duì)產(chǎn)物環(huán)狀磷酸酯進(jìn)行分析。
[0025]紅外光譜分析:利用Avatar360紅外光譜儀對(duì)產(chǎn)物環(huán)狀磷酸酯進(jìn)行測(cè)試，掃描范圍500~4000cm-l，試樣采用KBr壓片法。
[0026]氣相色譜/質(zhì)譜(GC / MS)測(cè)試:用無(wú)水乙醇作溶劑溶解試樣，載氣為He ;分流比為50:1，進(jìn)樣口溫度為280°C;程序升溫100°C保持3min，以15°C / min的速度升溫至25°C，保持lOmin。EI離子源，電子能量70eV ;離子源溫度為150°C;接口溫度為250°C;倍增電壓為1047V ;掃描質(zhì)荷比(m / z)30~500 ;掃描速度為2.82次/ S。
[0027]結(jié)果與分析
[0028]合成路線的選擇實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)中間體的制備工藝對(duì)最終產(chǎn)物的質(zhì)量起決定性作用。中間體的制備主要有兩種途徑，一種是酯交換方法，即用三羥甲基丙烷與亞磷酸三烷基酯進(jìn)行酯交換反應(yīng)，另一種是直接磷酸酯化，即三羥甲基丙烷與三氯化磷反應(yīng)。由于后一種方法中的三氯化磷容易發(fā)生燃燒和爆炸，反應(yīng)過(guò)程不易控制，而且反應(yīng)過(guò)程中有HCl氣體生成，會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的破壞性。酯交換反應(yīng)比較容易控制，相對(duì)來(lái)說(shuō)更加環(huán)保安全，因此，實(shí)驗(yàn)中采用酯交換法合成中間體乙基雙環(huán)亞磷酸酯。
[0029]中間體制備工藝的優(yōu)化
[0030]影響中間體產(chǎn)率的因素大致有4個(gè)，分別為亞磷酸三乙酯和三羥甲基丙烷的投料摩爾比(A)、反應(yīng)溫度(B)、Catl用量(C)、反應(yīng)時(shí)間(D)，為了考察這4個(gè)因素對(duì)反應(yīng)的影響程度，設(shè)計(jì)了正交實(shí)驗(yàn)方案L9(3的4次方)，溫度是影響反應(yīng)產(chǎn)率最重要的因素，其次是投料比和反應(yīng)時(shí)間，而Catl的用量對(duì)該反應(yīng)則影響不大。
【權(quán)利要求】
1.一種滌綸織物浸軋用阻燃劑環(huán)狀磷酸酯的合成方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)制備中間體 將三羥甲基丙烷、亞磷酸三乙酯和Catl按計(jì)量及一定順序投入帶有攪拌、回流冷凝器及溫度計(jì)的四口燒瓶中，升溫至一定溫度后，進(jìn)行反應(yīng)回流，反應(yīng)一定時(shí)間后將反應(yīng)裝置改為蒸餾裝置，啟動(dòng)真空泵，減壓蒸餾除去副產(chǎn)物乙醇及未反應(yīng)的原料，冷卻后得到白色堅(jiān)硬的固體，即為中間體產(chǎn)物乙基雙環(huán)亞磷酸酯； (2)制備環(huán)狀磷酸酯 將原料甲基磷酸二甲酯和Cat2加入到中間體產(chǎn)物乙基雙環(huán)亞磷酸酯中，對(duì)反應(yīng)體系進(jìn)行氮?dú)庵脫Q，反應(yīng)過(guò)程 通人氮?dú)鈬?yán)格隔絕空氣，在一定溫度下反應(yīng)一定時(shí)問(wèn)后，減壓抽去未反應(yīng)的原料，得到無(wú)色透明粘稠液體，即為產(chǎn)物滌綸耐久阻燃劑環(huán)狀磷酸酯。
【文檔編號(hào)】C07F9/6574GK103467520SQ201310421801
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月16日
【發(fā)明者】曹國(guó)蘭, 王建軍, 翟濤 申請(qǐng)人:蘇州志向紡織科研股份有限公司