专利名称：一种有机膦酸铝阻燃剂及其制备和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种有机膦酸铝阻燃剂制备方法及应用，即经由甲基膦酸二甲酯 (DMMP)在等摩尔量碱的作用下水解制备甲基膦酸甲酯(MMP)的钠盐或钾盐水溶液，或者通 过甲基膦酸甲酯与等摩尔量碱反应制备MMP的钠盐或钾盐水溶液以及此盐水溶液与硫酸 铝反应生成有机膦酸铝阻燃剂的两步反应过程。该方法的特点在于两步反应都以水为反应 介质，避免使用大量有机溶剂，并且工艺简单、效率高。
背景技术：
高分子材料(塑料、橡胶、化纤等)被广泛地应用于建筑行业、汽车工业、医疗卫 生、家用电器等领域。高分子材料通常易燃或可燃，现实应用对其阻燃性能的要求越来越 高。为了确保合成材料使用的安全性，最有效的方法是在其加工过程中加入阻燃剂。阻燃剂 种类繁多，根据所含阻燃元素，大致可分为无机阻燃剂、卤系阻燃剂、磷及卤化磷系阻燃剂， 而磷系与卤系阻燃剂亦可统称为有机阻燃剂。含卤阻燃剂，阻燃效率高、用量少，但其燃烧 时往往会释放出有毒或有腐蚀性的气体，对人身和环境造成伤害。无机阻燃剂如氢氧化镁 和氢氧化铝及三氧化二锑等的最大优点是低毒、低烟或抑烟、低腐蚀，而且价格低廉，但是 无机阻燃剂的热分解温度大都偏低。磷系阻燃剂应用广泛，中国专利(CN1827624)报道了一种二(磷酸二苯酯)哌 嗪类阻燃剂及制备方法。中国专利(CN1362413)公开了一种蜜胺聚偏磷酸盐阻燃剂及 其制备方法。关于磷酸铝类阻燃剂，目前还没有大量相关专利报道。1998年的德国专利 (DE19708725A1)和其对应的的2001年公开的美国专利(US6303674B1)报道了结构通式为 [HOCH2-P(O) (R' )-0]3Α1的羟甲基膦酸烷基酯铝盐阻燃剂(R' = 的直链烃基)。2007 年，意大利伊塔尔麦奇化学股份公司在中国专利(CN1^6192)和(CN1997698)中公开了次 磷酸铝Al (H2PO2) 3作阻燃剂的应用。关于有机膦酸铝阻燃剂I的制备方法已有报道由氢 氧化铝(Al(OH)3)与甲基膦酸二甲酯(DMMP)反应(美国专利US4973727)，三氯化铝与DMMP 反应或碳酸铝与甲基膦酸反应(欧洲专利EP0245207，美国专利US4972011)。
发明内容
本发明的目的是提供一种热分解温度高于325°C、可以应用于热塑性高分子材料 阻燃的有机膦酸铝阻燃剂的制备方法。本发明制备的阻燃剂，组成为C6H18O9P3Al,其特征分子结构式如下
权利要求
1.一种有机膦酸铝阻燃剂，组成为C6H18O9P3Al,分子结构式如下
2.—种权利要求1所述有机膦酸铝阻燃剂的制备方法，其特征在于1)Α.将甲基膦酸二甲酯(DMMP)在碱性条件下水解生成甲基膦酸甲酯(MMP)的钠盐或 钾盐II，所生成含II的水溶液直接使用；或者B.将甲基膦酸甲酯与碱作用生成MMP的钠盐或钾盐II，所生成II的水溶液直接 使用；所用的碱为氢氧化钠或氢氧化钾；2)将II的水溶液与硫酸铝在加热、剧烈搅拌条件下反应生成甲基膦酸甲酯铝I。
3.按照权利要求2所述的制备方法，其特征在于 具体步骤为1)Α.甲基膦酸二甲酯与等摩尔碱的水溶液在室温-ioo°c下反应1-10小时，制得甲基 膦酸甲酯的钠盐或钾盐II的水溶液；或者B.将MMP与等摩尔碱的水溶液在室温反应1-10小时，制得MMP的钠盐或钾盐II 的水溶液；所用的碱为氢氧化钠或氢氧化钾；
4.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中DMMP或MMP与碱氢氧化 钠或氢氧化钾的摩尔比为1 1 ；步骤中MMP的钠盐或钾盐II与硫酸铝的摩尔比为 6 1。
5.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤(I)A中DMMP或MMP与碱氢氧 化钠或氢氧化钾的反应于20-30°C为最好。
6.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤中反应温度为80-200°C。
7.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤中反应温度为110°C为最 好，反应时间为M小时。
8.按照权利要求3所述的制备方法，其特征在于步骤( 中干燥温度为室温-200°C， 真空度15-30mm Hg，以160°C为最佳。
9.一种权利要求1所述有机膦酸铝阻燃剂可以用作热塑型塑料聚对苯二甲酸丁二酯 (PBT树脂)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET树脂)、聚己二酸己二胺(PA66树脂)或聚苯醚(PPO树脂)的V-O级阻燃剂。
全文摘要
一种有机膦酸铝阻燃剂制备方法及应用。该方法先将甲基膦酸二甲酯在等摩尔的氢氧化钠或氢氧化钾作用下水解生成甲基膦酸甲酯的钠盐或钾盐，或者将甲基膦酸甲酯与等摩尔的氢氧化钠或氢氧化钾反应生成其钠盐或钾盐，然后将由此获得的甲基膦酸甲酯钠盐或钾盐的水溶液与硫酸铝在加热、剧烈搅拌条件下按6∶1摩尔比反应生成甲基膦酸甲酯铝。本发明制备甲基膦酸甲酯铝只需要两步反应，都以水为反应介质，工艺简单、效率高。由此方法制备的甲基膦酸甲酯铝热分解温度高于325℃，可以用作热塑型塑料如PBT树脂、PET树脂、PA66树脂和PPO树脂的V-0级阻燃剂。
文档编号C08K5/5333GK102086401SQ200910220450
公开日2011年6月8日 申请日期2009年12月4日 优先权日2009年12月4日
发明者余正坤, 刘冰, 夏世勇 申请人:中国科学院大连化学物理研究所