制备dopo衍生的化合物及其组合物的方法_2

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替换成真空和/或惰性气体,如氮、二氧化碳和/或氦,只要能有 效地除去过程中产生的水即可。
[0051] 可以按间歇或连续模式进行反应。连续模式可使用一系列带有混合器的反应容 器。当采用连续模式时,使用过量的二醇化合物或乙二醇,并且可以将它们再循环返回到过 程当中以进行进一步的反应。
[0052] 反应时间可有所变化,这取决于反应温度、催化剂的类型和量以及溶剂和/或夹 带剂的使用、类型和量。通常情况下,反应时间为约〇. 5至约48小时或约1至约24小时。
[0053] 在反应之后,可以采用任何常规的方法纯化所得到的式I或II的产物,例如采用 洗涤蒸馏、过滤和/或干燥。在一个实施方案中,使用水或可与水混溶的溶剂,如醇(例如 异丙醇)、醛或酮(例如丙酮),以在过滤之前和/或之后洗涤产物。
[0054] 式II化合物的峰值熔点优选高于约245°C或约250°C。为确定峰值熔点,可以使 用差示扫描量热计(DSC),如"TAInstrumentsQ200"分析仪与其标准的DSC池。将DSC连 接于PC,PC提供用户界面和操作系统控制。利用镓、铟、铅和锌参考标准物的熔点以10°C/ 分钟校准温标。利用铟的熔化热来校准热流标尺。用人造蓝宝石热容标准物以20°C/分钟 校准基线响应。所有这些校准均应按仪器制造商推荐的程序进行。
[0055] 使样品在镀金的不锈钢坩埚中以10°C/分钟从0°C达到400°C。在测量期间将包 括样品热流和温度数据的原始数据文件保存至PC硬盘。完成DSC测量之后,分析原始数据 文件以考察熔融性能。对熔化吸热进行积分以获得外推起始温度、峰值温度和熔化热。
[0056] 使用TAInstrument软件,通过选择高于和低于峰值的温度点来确定峰值恪点。如 果样品显示多重峰,则记录多重峰熔点。峰值熔点是对于特定熔融转变的最大吸热。峰最 大值测定是用于在选定的限度内确定相对于基线的最远点的分析。
[0057] 高熔点非对映体组合物
[0058] 本发明还涉及包含式Ila非对映体的组合物:
[0059]
[0060] 已经发现,通过采用本发明的方法,产生立体异构体的混合物。对于式II化合物 而言,在组合物中产生至少三种立体异构体。一种是式Ila的高熔点非对映体,并且两种是 式lib和lie的较低熔点的对映体。
[0061]
[0062] 有时,选择具有较高量高熔点成分的组合物是有益的。对于高温聚合物应用而言, 高熔点成分与低熔点成分的"异构体比例"较高的组合物更可取。
[0063] 在预定的应用中,可如下由DSC曲线计算异构体比例:
[0064] 异构体比例=AhAAh+Ai),其中Ah:高熔点峰的面积,A1:低熔点峰的面积。
[0065] 另一方法是如下由31PNMR计算异构体比例:
[0066]校正的比例=(Ah_Aix0.SVMh+Ai),其中Ah:高场峰的面积,A丨:低场峰的面积。
[0067] 未校正的比例=AhAAh+Ai),其中AjPA:定义如上。
[0068] 已经发现,由31PNMR获得的校正比例接近于由DSC曲线获得的值,并且因此如果 没有关于由31PNMR获得的异构体比例的明确声明,则总是采用校正的比例。
[0069] 31PNMR方法:
[0070] 下文讨论可用于测量异构体比例的一种NMR波谱程序。此程序适合通过重量百分 比标准化确定异构体比例。
[0071 ] 核:31P;去耦合质子;脉冲程序:zgig30 ;收集的数据点(TD) :205k;谱宽 (SWH):~40322Hz;预脉冲延迟(D1):最少20秒(使用足够的预脉冲延迟以确保所有被 观察的核都具有足够的弛豫时间);采集(NS):最少16次扫描(扫描足以提供良好的信噪 比);锁溶剂(LockSolvent) :CDC13。参比85%磷酸水溶液。
[0072] 高熔点异构体的化学位移出现在36. 9ppm附近的高磁场区,并且低熔点异构体的 化学位移出现在37.lppm附近的低场区。
[0073] 在一个实施方案中,组合物包含多种式Ila的非对映体。在其它实施方案中,基于 采用DSC或31PNMR方法,组合物具有的异构体比例大于约0. 5或大于约0. 6或大于约0. 7 或大于约0. 8或大于约0. 9或大于约0. 95或大于约0. 98。对于3IPNMR方法而言,异构体 比例是校正的异构体比例。
[0074] 获得较高熔点异构体的方法:
[0075] 在另一实施方案中,本发明涉及制备包含式II化合物的较高熔点组合物的方法:
[0076]
[0077] 包括在酸催化剂的存在下使含有较低量式II的高熔点异构体的组合物与醇、水 或它们的混合物接触,由此产生含有较大量的式II的较高熔点异构体的组合物。
[0078] 可以在醇和/或水的存在和0至300°C的温度下将低熔点异构体转化成高熔点 异构体。此异构化由酸催化剂催化,所述酸催化剂包括无机酸和路易斯酸。无机酸包括 硫酸、甲磺酸、盐酸、磷酸、膦酸和次膦酸。路易斯酸的定义是为电子对受体的分子实体 (molecularentity),包括氯化错、氯化锌、氯化铁等。
[0079] 这种酸催化剂的例子包括但不限于:硫酸、芳基磺酸、烷基磺酸、芳烷基磺酸、盐 酸、氢溴酸、氢氟酸、草酸、高氯酸、三氟甲磺酸、氟磺酸、硝酸、磷酸、膦酸、次膦酸氯化铝、二 乙基氯化铝、三乙基铝/氯化氢、氯化铁、氯化锌、三氯化锑、氯化锡、三氟化硼、酸性沸石、 酸性粘土、聚合磺酸或它们的混合物。
[0080] 进行异构化的一个实施方案是在25°C至300°C的温度和高压或常压下将烷撑二 醇(例如乙二醇)和水的混合物进料至DOPO溶液中。因为DOPO+烷撑二醇的反应原位产 生水,所以可以将烷撑二醇和水的混合物换成纯的烷撑二醇,条件是不以及时的方式完全 除去生成的水,使之能够参与异构化。否则便需要烷撑二醇和水的混合物。此混合物可以 是在反应期间被共蒸馏出来并浓缩的回收的烷撑二醇和水,或者可以通过将烷撑二醇与水 混合获得它们。
[0081] 可以在反应开始时(这时D0P0的转化基本上为零)、在反应期间和/或在反应之 后(这时D0P0基本上耗完)加入烷撑二醇和水的混合物。如果在D0P0耗完之后加入烷 撑二醇和水的混合物,则可以将混合物换成单独的水、醇或它们的组合,因为除了异构化之 外,它们不再介入反应。
[0082] 上述方法的优选实施方案是当烷撑二醇是乙二醇时。
[0083] 所需的酸催化剂优选为在反应期间原位生成的那些;然而,可以添加外部酸以加 速反应和异构化。
[0084] 第二实施方案包括在酸催化剂的存在下并且在存在或不存在溶剂的情况下,在高 压或常压和25°C至300°C的温度下以醇和/或水处理含有少量(例如〈15%)高熔点异构体 的最终的式I或II化合物。通过将醇和/或水、酸催化剂和含有少量(例如〈15重量% ) 高熔点异构体的DiDOPO混合来进行该处理。然后将此混合物加热到温度为25-300°C达一 段时间,直到获得所需的异构体比例。通常该时间段从几分钟到10小时不等,优选为0. 5至 8小时,更优选为1至5小时。催化剂的量为DiDOPO的0. 1 %至50%,优选为1 %至25%, 更优选为5 %至15 %。温度为25至300 °C,优选为50至250 °C,更优选为80至200 °C。此 方法对于将主要由低熔点异构体组成的最终的DiDOPO转化成高熔点DiDOPO而言是特别有 利的。
[0085] 本发明的化合物的用途
[0086] 本发明还涉及包含聚合物和阻燃量的式I、II、Ila、Ilb、lie的化合物或它们的混 合物的阻燃聚合物组合物。
[0087] 可用在阻燃聚合物组合物中的聚合物包括但不限于:聚烯烃、聚酯、聚醚、聚酮、聚 酰胺、聚氯乙烯、天然及合成橡胶、聚氨酯、聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸酯、酚醛树脂、聚苯 并囔嗪、聚缩醛、聚丙烯腈、聚丁二稀、聚苯乙稀、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚 苯硫醚、聚苯醚、聚碳酸酯、纤维素、纤维素衍生物、氰酸酯、聚亚苯基酯、聚丁二烯树脂、丁 二烯-苯乙烯树脂、丁二烯-二乙烯基苯-苯乙烯树脂、环氧改性的聚丁二烯树脂、丙烯酸 或醋酸乙烯酯粘合剂、羧基封端的丁二烯-丙烯腈共聚物、亚苯基醚、马来酸酐接枝的丁二 烯-苯乙烯共聚物、马来酸酐改性的4-甲基-1-戊烯树脂、马来酸化1-丁烯-乙烯共聚物、 衍生自乙烯基苄基醚化合物的树脂、环氧树脂或它们的混合物。优选地,聚合物是聚烯烃、 聚酯、酚醛树脂、苯酚三嗪酚醛清漆树脂、甲酚三嗪酚醛清漆树脂、三嗪苯酚环氧酚醛清漆 树脂、三嗪甲酚环氧酚醛清漆树脂、聚酰胺、聚氨酯、聚苯乙烯、环氧树脂或它们的混合物。
[0088] 另一实施方案是当阻燃组合物还包含至少一种常规添加剂时,所述常规添加剂如 热稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、抗静电剂、防腐剂、增粘剂、填料、颜料、染 料、润滑剂、脱模剂、发泡剂、杀真菌剂、增塑剂、加工助剂、除酸剂、染料、颜料、成核剂、润 湿剂、分散剂、增效剂、矿物填料、增强剂(如玻璃纤维、玻璃片、碳纤维或金属纤维);晶须
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