专利名称：一种环状苯基膦酸酯化合物及其制备方法
技术领域：
本发明属于化合物的合成技术领域，涉及一种环状苯基膦酸酯化合物及其制备方法，特别涉及一种可用于聚合物阻燃的新型环状苯基膦酸酯化合物及其制备方法具体的说是一种含有C-P键和苯环的环状磷酸缩合物及其制备方法。
背景技术：
自50年代以来，高分子材料的用途日益广泛，用量迅速增加，由此带来的火灾危险性较大，导致对于高分子材料的阻燃性能要求越来越高。近年来，随着人们环保意识的增力口，卤素阻燃剂逐渐退出历史舞台，阻燃剂无卤化呼声要求越来越高，磷系阻燃剂受到很大的青睐。磷系阻燃剂效率高、低烟、环保、低卤或无卤、无腐蚀性和相容性好等优点，符合阻 燃剂发展趋势。在有机磷系阻燃剂中，磷酸酯阻燃剂不仅资源丰富，价格低廉，其燃烧产物一般都是无毒的，对身体、环境影响较小，同时磷酸酯兼有阻燃及增塑双重功能。由于磷酸酯阻燃剂中碳-磷键的存在，其化学稳定性增强，具有耐水耐溶剂性，因而阻燃性能持久。中国专利CN1888013A描述了一种双环磷酸酯阻燃剂，其采用季戊四醇和甲基膦酸二甲酯或者甲基膦酸二乙酯，产物阻燃剂中具有较高的磷含量，该阻燃剂常温下为固体，热稳定能好且与高聚物的相容性好，但该阻燃剂易溶于水。中国专利号为CN101230274A描述了一种以三羟甲基丙烷、甲基膦酸二甲脂为主要原料合成的环状膦酸酯阻燃剂，该阻燃剂可应用于涤纶、棉、人造丝以及合成纤维的后整理阻燃织物中。但该阻燃剂热稳定性不高，易溶于水，限制了其在工程塑料等应用领域的拓展。本发明以三羟甲基丙烷和亚磷酸三苯酯为原料，合成了一种环状苯基膦酸酯化合物，该化合物具有磷含量高，热稳定性能好，耐水解性能好，无卤，低毒等特点，可作为大多数高分子材料阻燃剂使用。同时，本发明通过环加成和重排反应实现了芳基直接磷酰化生成了具有芳香基的C-P键，而传统的方法大多数采用三氯化磷与芳香烃反应，如中国发明专利申请号200510048704. 7和201110162487. x都是采用这种方法制备，后续的方法由于采用三氯化磷反应，对设备腐蚀严重，同时副产物对环境有污染。
发明内容
本发明提供了一种环状苯基膦酸酯化合物及其制备方法，特别提供一种可用于聚合物阻燃的新型环状苯基膦酸酯化合物及其制备方法。本发明利用三羟甲基丙烷基笼状磷酸酯化合物与含有苯环的亚磷酸三苯酯反应形成一种环状苯基膦酸酯化合物，该化合物具有磷含量高，热稳定性能好，耐水解性能好，无卤，低毒等特点，可作为大多数高分子材料阻燃剂使用。由于分子中同时含有苯环和环状结构，大大提高其热稳定性能。且合成该阻燃剂的原料来源丰富，产品价格相对低廉，易于实现工业化生产与应用。由于该化合物同时含有苯环与C-P键，大大提高了阻燃体系的成炭性能和阻燃性能，同时发现苯环的加入提高了磷在凝聚相中的阻燃作用，表现出C-P键与苯环之间的协同阻燃作用，具有很好的阻燃效果。本发明合成的化合物可以用于各种织物、聚烯烃、尼龙和聚酯等合成材料的阻燃。本发明的一种环状苯基膦酸酯化合物，具体结构如下
权利要求
1.一种环状苯基膦酸酯化合物，其特征是具体结构如下
2.如权利要求I所述的一种环状苯基膦酸酯化合物的制备方法，其特征是采用两步法反应 第一步加入三羟甲基丙烷、亚磷酸三甲酯和催化剂，搅拌升温至60 120°C，反应5 15小时，反应完毕后，精馏得到中间体笼状磷酸酯；其中，三羟甲基丙烷与亚磷酸三甲酯的反应摩尔量比为I : I I. 5;所述的催化剂是叔胺、季铵盐或无水三氯化铝，其用量为0. 5 5克/摩尔三羟甲基丙烷； 第二步将上述反应得到的中间体升温至100 220°C，加入一定量的亚磷酸三苯酯，搅拌反应10 25小时，得到最终产物环状苯基膦酸酯化合物；其中中间体与亚磷酸三苯酯的反应摩尔比为1 : I I. 5。
全文摘要
本发明涉及一种环状苯基膦酸酯化合物及其制备方法，特别涉及一种具有高热稳定性和耐水解性的环状苯基膦酸酯化合物及其制备方法，本发明的化合物结构如下其中n＝0或1本发明以三羟甲基丙烷、亚磷酸三甲酯和亚磷酸三苯酯为原料，通过两步法合成上述化合物。该化合物具有较高的磷含量，低毒、无污染等优点。由于分子结构中含有苯环和环状结构大大提高了其热稳定性和耐水解性，同时由于分子中环状磷酸酯的结构和较高的磷含量，表现出优异的阻燃效果，可广泛应用于大多数阻燃高分子材料中。该化合物的合成原料易得，生产工艺简单，易于实现工业生产与应用。
文档编号C08K5/5357GK102675371SQ20121012432
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日
发明者吴迪, 彭治汉, 惠银银, 游丽华, 邵偲淳 申请人:东华大学