專利名稱：具有三羥基結(jié)構(gòu)的磷酸酯及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種具有三羥基結(jié)構(gòu)的磷酸酯及其制備方法；屬于有機(jī)合成領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
磷酸酯作為無(wú)毒阻燃劑在塑料，橡膠，高分子樹(shù)脂等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，越來(lái)越受人們的歡迎。基本上取代了鹵素阻燃劑。但在聚氨酯行業(yè)，由于目前市場(chǎng)上的磷酸酯都不具有羥基或氨基這些能與異氰酸酯反應(yīng)的基團(tuán)而受到限制。目前聚氨酯材料和制品的阻燃都是通過(guò)添加有機(jī)和無(wú)機(jī)阻燃劑來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這樣或多或少的都會(huì)影響聚氨酯材料和制品的性能，有的還影響較大。對(duì)于建筑節(jié)能保溫行業(yè)，添加無(wú)機(jī)阻燃劑后，使噴涂施工無(wú)法進(jìn)行。所以市場(chǎng)上急需一種能和異氰酸酯反應(yīng)，成為聚氨酯材料分子內(nèi)阻燃的阻燃劑，使聚氨酯材料本身成為阻燃材料，又不影響產(chǎn)品的性能。由于磷酸酯在聚氨酯中不溶解，所以市場(chǎng)上大部分聚氨酯材料和制品都是非阻燃性的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種使其能與異氰酸酯反應(yīng)，成為聚氨酯行業(yè)用的反應(yīng)型阻燃劑的具有三羥基結(jié)構(gòu)的磷酸酯。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為具有三羥基結(jié)構(gòu)的磷酸酯，分子結(jié)構(gòu)式如下P PO (0 (CH2) n0H) 3 或 PO (0 (CH2) m0 (CH2) m) OH) 3 ；其中η= 2 或3，m = 2 或3。本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是^{共一種具有三輕基結(jié)構(gòu)的磷酸酯的制備方法。為解決上述的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為具有三羥基結(jié)構(gòu)的磷酸酯的制備方法，其步驟為1)酯化反應(yīng)二元醇和三氯氧磷按9-15 1的摩爾比，首先將二元醇加入反應(yīng)釜，然后，通入保護(hù)氣保護(hù)，攪拌下滴加三氯氧磷，保持反應(yīng)溫度25-65°C，攪拌速度80-120轉(zhuǎn)/分鐘，滴加反應(yīng)時(shí)間為5士0. 5小時(shí)；滴加反應(yīng)結(jié)束后，保溫反應(yīng)1. 5-2小時(shí)；所述的二元醇為乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇中的一種；所用保護(hù)氣為氮?dú)?、氦氣、氬氣中的一種或幾種的混合；2)蒸餾脫醇真空度0.095-0. IMPa，溫度180士5°C，蒸出未反應(yīng)的過(guò)量二元醇，計(jì)量蒸出的醇量，達(dá)到理論量時(shí)蒸餾結(jié)束；3)堿中和轉(zhuǎn)速60-80轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢柘?，?0%氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH = 6. 6-6. 8，除去殘存的HCl ； 中和過(guò)程保持溫度低于40°C ；4)蒸餾脫水、過(guò)濾
溫度160-180°C，真空度0.095-0. IMpa，將水蒸出，含水量小于0. 5%時(shí)，脫水結(jié)
束；過(guò)濾除去鹽，制得具有三羥基結(jié)構(gòu)的磷酸酯。所述的酯化反應(yīng)過(guò)程中生成的HCl氣體，在負(fù)壓下，經(jīng)過(guò)三級(jí)降膜吸收器，用水吸收制成鹽酸。不含二元醇的廢水，排放到污水處理池，經(jīng)聚合氯化鋁和堿反應(yīng)絡(luò)合；絡(luò)合后的水依次經(jīng)過(guò)氧化處理、脫磷劑處理和活性炭過(guò)濾，達(dá)標(biāo)后排放；絡(luò)合后的污泥，經(jīng)過(guò)板框壓濾機(jī)壓濾成泥餅，送廢固處理。本發(fā)明的有益效果為具有三羥基結(jié)構(gòu)的磷酸酯產(chǎn)品能與異氰酸酯反應(yīng)，并滿足聚氨酯分子擴(kuò)鏈和聚合的需要，得到聚氨酯行業(yè)用的反應(yīng)型阻燃劑；本發(fā)明所得三羥基結(jié)構(gòu)的磷酸酯產(chǎn)品水分小于0. 5%，色澤小于5APHA，產(chǎn)品純度大于98. 0%，酸值0. 2mgK0H/g,單程收率:95. 2-98. 1% ；生產(chǎn)過(guò)程中未反應(yīng)的二元醇和產(chǎn)生的廢水可以回收循環(huán)利用，節(jié)能減排。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一三乙醇氧基磷酸酯的合成1、產(chǎn)品說(shuō)明產(chǎn)品名稱三乙二醇氧基磷酸酯分子結(jié)構(gòu)OP(-O-CH2CH2OH) 3分子量230.11質(zhì)量指標(biāo)外觀無(wú)色或淡黃色透明液體
酸值:(mgKOH/g)彡 0. 02
色度:(APHA)彡25
沸程:V245-260V257
閃電:V235
比重:(20/25 0C )1. 007-1. 013
水分%^ 0. 5物化性質(zhì)無(wú)色或淡黃色透明液體；沸
點(diǎn)246 °C ；折光率n25 = 1. 422-1. 433 ;20°C 水中溶解度互溶；比重(20/25 °C ) 1. 007-1. 013 ；溶于醇，磷酸酯等溶劑。用途反應(yīng)型聚氨酯樹(shù)脂阻燃劑。2、合成技術(shù)原料配比
權(quán)利要求
1.具有三羥基結(jié)構(gòu)的磷酸酯，分子結(jié)構(gòu)式如下PO (0 (CH2) n0H) 3 或 PO (0 (CH2) m0 (CH2) m) OH) 3 ；其中n = 2或3，m= 2或3。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有三羥基結(jié)構(gòu)的磷酸酯的制備方法，其步驟為1)酯化反應(yīng)二元醇和三氯氧磷按9-15 1的摩爾比，首先將二元醇加入反應(yīng)釜，然后，通入保護(hù)氣保護(hù)，攪拌下滴加三氯氧磷，保持反應(yīng)溫度25-65°C，攪拌速度80-120轉(zhuǎn)/分鐘，滴加反應(yīng)時(shí)間為5士0. 5小時(shí)；滴加反應(yīng)結(jié)束后，保溫反應(yīng)1. 5-2小時(shí)；所述的二元醇為乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇中的一種；所用保護(hù)氣為氮?dú)?、氦氣、氬氣中的一種或幾種的混合；2)蒸餾脫醇真空度0. 095-0. IMPa，溫度180士5°C，蒸出未反應(yīng)的過(guò)量二元醇，計(jì)量蒸出的醇量， 達(dá)到理論量時(shí)蒸餾結(jié)束；3)堿中和轉(zhuǎn)速60-80轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢柘?，?0%氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH = 6. 6-6. 8 ；中和過(guò)程保持溫度低于 40°C ；4)蒸餾脫水、過(guò)濾溫度160-180°C，真空度0. 095-0. IMpa，將水蒸出，含水量小于0. 5 %時(shí)，脫水結(jié)束； 過(guò)濾除去鹽，制得具有三羥基結(jié)構(gòu)的磷酸酯。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有三羥基結(jié)構(gòu)的磷酸酯的制備方法，其特征在于所述的酯化反應(yīng)過(guò)程中生成的HCl氣體，在負(fù)壓下，經(jīng)過(guò)三級(jí)降膜吸收器，用水吸收制成鹽酸。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有三羥基結(jié)構(gòu)的磷酸酯的制備方法，其特征在于不含二元醇的廢水，排放到污水處理池，經(jīng)聚合氯化鋁和堿反應(yīng)絡(luò)合；絡(luò)合后的水依次經(jīng)過(guò)氧化處理、脫磷劑處理和活性炭過(guò)濾，達(dá)標(biāo)后排放；絡(luò)合后的污泥，經(jīng)過(guò)板框壓濾機(jī)壓濾成泥餅，送廢固處理。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有三羥基結(jié)構(gòu)的磷酸酯及其制備方法，磷酸酯的分子結(jié)構(gòu)式為PO[O(CH2)nOH]3或PO{O(CH2)mO(CH2)m)OH}3，其中n＝2或3，m＝2或3；具有三羥基結(jié)構(gòu)的磷酸酯的制備方法為1)酯化反應(yīng)；2)蒸餾脫醇；3)堿中和；4)蒸餾脫水、過(guò)濾。通過(guò)本發(fā)明所述的制備方法制得的磷酸酯，純度可達(dá)99.0％以上，主要用于聚氨酯系列產(chǎn)品的擴(kuò)鏈劑，賦予聚氨酯系列產(chǎn)品(反應(yīng)型聚氨酯阻燃劑)優(yōu)異的阻燃性能。
文檔編號(hào)C02F9/08GK102304146SQ20111012785
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月18日
發(fā)明者吳衛(wèi)林, 施劍鋒, 施海云, 楊彥威, 石學(xué)華, 邢禮娜 申請(qǐng)人:楊彥威, 江蘇長(zhǎng)順高分子材料研究院有限公司