專利名稱：一種含螺環(huán)-籠狀結(jié)構(gòu)磷酸酯無鹵阻燃劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無鹵阻燃劑，特別是涉及一種新型磷酸酯無鹵阻燃劑以及制備方法；具體涉及到一種含螺環(huán)-籠狀結(jié)構(gòu)磷酸酯無鹵阻燃劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
有機(jī)磷阻燃劑無毒、低煙，是目前應(yīng)用較廣的一種無鹵阻燃劑，但是現(xiàn)有大多數(shù)有機(jī)磷阻燃劑如低聚間苯二酚雙(二苯基磷酸酯)磷含量較低，約10% 15%，阻燃效率差，阻燃效果不夠理想，且熱穩(wěn)定性較差。目前商品化的有機(jī)磷酸酯阻燃劑常溫下大多為粘狀液體，加料不方便，加工溫度下易揮發(fā)，應(yīng)用中存在遷移、析出等現(xiàn)象，在基體中的分散性和相容性差，并且添加量大時嚴(yán)重降低材料的機(jī)械性能和電學(xué)性能等，很難適應(yīng)加工溫度高的工程塑料應(yīng)用。
雙環(huán)籠狀磷酸酯(PEPA)和氯化螺環(huán)磷酸酯兩者都含有活潑的反應(yīng)官能團(tuán)，一般用作反應(yīng)中間體制備含磷阻燃劑。中國專利200810012458.3公開了一種含雙環(huán)籠狀磷酸酯基的聚合型阻燃劑，其結(jié)構(gòu)式如下:
權(quán)利要求
1.一種含螺環(huán)-籠狀結(jié)構(gòu)磷酸酯無鹵阻燃劑，其特征在于該磷酸酯無鹵阻燃劑的結(jié)構(gòu)式如下:
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的含螺環(huán)-籠狀結(jié)構(gòu)磷酸酯無鹵阻燃劑的制備方法，其特征在于包括如下步驟:第一步、將季戊四醇和三氯氧磷按摩爾比1:3 6加入到連有氫氧化鈉水溶液吸收氯化氫氣體裝置的反應(yīng)器中，先在60°C 80°C下反應(yīng)2 6小時，接著在90°C 110°C下反應(yīng)4 8小時，直至沒有氣體放出，冷卻、過濾，得到白色固體狀物質(zhì)，用二氯甲烷洗滌2 3次后，在60°C 70°C下真空干燥至恒重，得到氯化螺環(huán)磷酸酯；第二步、在反應(yīng)器中加入非質(zhì)子性有機(jī)溶劑，然后依次加入雙環(huán)籠狀磷酸酯、氯化螺環(huán)磷酸酯和縛酸劑，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，在回流溫度下反應(yīng)4 12小時，減壓蒸餾除去非質(zhì)子性有機(jī)溶劑，得到固體產(chǎn)物，依次用水和乙醇洗滌后，在70°C 80°C下真空干燥至恒重，得到白色粉末狀固體，為含螺環(huán)-籠狀結(jié)構(gòu)磷酸酯無鹵阻燃劑；所述氯化螺環(huán)磷酸酯與雙環(huán)籠狀磷酸酯的摩爾比為1:2 2.5 ;所述的縛酸劑為三乙胺、吡啶、乙二胺、二甲基苯胺，縛酸劑與氯化螺環(huán)磷酸酯的摩爾比為2 3:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的含螺 環(huán)-籠狀結(jié)構(gòu)磷酸酯無鹵阻燃劑的制備方法，其特征在于:氯化螺環(huán)磷酸酯的結(jié)構(gòu)式為:
4.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的含螺環(huán)-籠狀結(jié)構(gòu)磷酸酯無鹵阻燃劑的制備方法，其特征在于:雙環(huán)籠狀磷酸酯的結(jié)構(gòu)式為:
5.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的含螺環(huán)-籠狀結(jié)構(gòu)磷酸酯無鹵阻燃劑的制備方法，其特征在于:所述的非質(zhì)子性有機(jī)溶劑為:乙酸乙酯、甲苯、二氧六環(huán)、乙腈、丙酮、三氯甲烷、四氫呋喃。
6.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的含螺環(huán)-籠狀結(jié)構(gòu)磷酸酯無鹵阻燃劑的制備方法，其特征在于:非質(zhì)子性有機(jī)溶劑與氯化螺環(huán)磷酸酯的摩爾比為6 12:1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含螺環(huán)‐籠狀結(jié)構(gòu)磷酸酯無鹵阻燃劑及其制備方法。將季戊四醇和三氯氧磷加入到連有氫氧化鈉水溶液吸收氯化氫氣體裝置的反應(yīng)器中，先在60℃～80℃下反應(yīng)2～6小時，接著在90℃～110℃下反應(yīng)4～8小時，直至沒有氣體放出，得到氯化螺環(huán)磷酸酯；然后在反應(yīng)器中加入非質(zhì)子性有機(jī)溶劑，然后依次加入雙環(huán)籠狀磷酸酯、氯化螺環(huán)磷酸酯和縛酸劑，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，在回流溫度下反應(yīng)4～12小時，得到含螺環(huán)‐籠狀結(jié)構(gòu)磷酸酯無鹵阻燃劑；所發(fā)明的磷酸酯無鹵阻燃劑結(jié)構(gòu)中既含有螺環(huán)又有籠狀結(jié)構(gòu)，熱穩(wěn)定性好，起始熱分解溫度高，磷含量高，成炭性好等，可用于聚碳酸酯、尼龍等工程塑料以及環(huán)氧樹脂等的無鹵阻燃改性。
文檔編號C08K5/527GK103254466SQ201310199779
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月24日
發(fā)明者劉述梅, 孫志松, 趙建青, 袁彥超 申請人:華南理工大學(xué)