专利名称：磷氮阻燃剂螺环磷酰四氢吡咯的合成方法
技术领域：
本发明涉及一种磷氮阻燃剂的合成方法。
背景技术：
随着材料合成工业的迅速发展，对其阻燃安全性的要求越来越高，因此，对阻燃剂的开发和研究逐渐成为热点。1963年，Ratz等人用季戊四醇和三氯氧磷合成了螺环磷酰氯(化学名称是3,9- _■氣-2,4,8,10-四氣代-3,9- _■憐螺环-3,9- _■氧[5. 5]十一烧)。在2002年,李斌,孙才英等人改善了其合成方法，使反应更加稳定，产量更高，并申请了专利号为ZL02133071. 9的中国发明专利。螺环磷酰氯是一种笼状结构，并且是高度对称，它在燃烧的过程中生成大量的炭，并且产生酸，因此，螺环磷酰氯是集炭源、酸源于一身。同时螺环磷酰氯可以作为中间体，合成一系列含磷、含氮的膨胀型阻燃剂。由于氮元素的加入，提高了其热稳定性、烟生成量降低、吸潮性降低等协效作用。并且磷氮膨胀型阻燃剂在加热过程中形成一层酸的保护膜，接着形成泡沫状的、致密的炭层，起到了阻隔空气和绝热的作用。同时它还提高了与被阻燃材料的相容性。但通常的集“炭源、酸源、气源”于一身的膨胀型阻燃剂都易水解，从而影响阻燃材料的阻燃性能。
现有膨胀型磷氮阻燃剂，合成所需原料多导致操作过程繁琐、成本高，不适用于工业化生产。
发明内容
本发明是为解决现有膨胀型磷氮阻燃剂合成所需原料多导致操作过程繁琐、成本高的技术问题，而提供磷氮阻燃剂螺环磷酰四氢吡咯的合成方法。本发明的磷氮阻燃剂螺环磷酰四氢吡咯的合成方法按以下步骤进行a、以螺环磷酰氯和四氢吡咯为原料，在丙酮中进行回流反应；其中螺环磷酰氯与四氢吡咯的摩尔比为1: (4 4. 6)，螺环磷酰氯与丙酮的用量比是Ig : (10 18)ml，反应温度控制在50 60°C，反应时间为6 8h ;b、冷却至室温后过滤，再进行洗涤，洗涤后用
蒸馏水重结晶，最后在真空干燥器中干燥，得到螺环磷酰四氢吡咯，其反应方程式为
权利要求
1.磷氮阻燃剂螺环磷酰四氢吡咯的合成方法，其特征在于该合成方法按以下步骤进行 a、以螺环磷酰氯和四氢吡咯为原料，在丙酮中进行回流反应；其中螺环磷酰氯与四氢吡咯的摩尔比为1: (4 4. 6)，螺环磷酰氯与丙酮的用量比是Ig (10 18)ml，反应温度控制在50 60°C，反应时间为6 8h ;b、冷却至室温后过滤，再进行洗涤，洗涤后用蒸馏水重结晶，最后在真空干燥器中干燥，得到螺环磷酰四氢吡咯，其反应方程式为
2.根据权利要求1所述的磷氮阻燃剂螺环磷酰四氢吡咯的合成方法，其特征在于反应过程中先将螺环磷酰氯加入到丙酮中，再搅拌状态下逐滴加入四氢吡咯。
3.根据权利要求1或2所述的磷氮阻燃剂螺环磷酰四氢吡咯的合成方法，其特征在于反应过程中当螺环磷酰氯在丙酮中完全溶解后再逐滴加入四氢吡咯。
4.根据权利要求1或2所述的磷氮阻燃剂螺环磷酰四氢吡咯的合成方法，其特征在于反应过程中逐滴加入四氢吡咯，滴加完毕后，再进行加热回流反应。
5.根据权利要求3所述的磷氮阻燃剂螺环磷酰四氢吡咯的合成方法，其特征在于反应过程中所述的洗涤时用冰水和丙酮进行洗涤。
6.根据权利要求3所述的磷氮阻燃剂螺环磷酰四氢吡咯的合成方法，其特征在于螺环磷酰氯与四氢吡咯的摩尔比为1: 4.3。
7.根据权利要求3所述的磷氮阻燃剂螺环磷酰四氢吡咯的合成方法，其特征在于螺环磷酰氯与丙酮的用量比是Ig 14mlο
8.根据权利要求3所述的磷氮阻燃剂螺环磷酰四氢吡咯的合成方法，其特征在于反应温度为55°C。
9.根据权利要求3所述的磷氮阻燃剂螺环磷酰四氢吡咯的合成方法，其特征在于反应时间为7h。
全文摘要
磷氮阻燃剂螺环磷酰四氢吡咯的合成方法，它涉及一种磷氮阻燃剂的合成方法，本发明是为解决现有膨胀型磷氮阻燃剂合成所需原料多导致操作过程繁琐、成本高的技术问题，合成方法如下先将螺环磷酰氯加入到丙酮中，在搅拌状态下逐滴加入四氢吡咯，滴加完毕后，再进行加热回流反应，然后用冰水和丙酮进行洗涤，得到螺环磷酰四氢吡咯，方法操作简单，节约成本，产物在800℃时仍有30％的残余量，说明阻燃剂在高温下形成的炭层具有很好的稳定性，炭层在被阻燃的材料表面阻隔了与空气的接触，对高分子材料起到很好的阻燃效果，产率达75％以上，是集炭源、酸源、气源为一体的膨胀型阻燃剂，应用于膨胀型磷氮阻燃剂领域。
文档编号C08K5/5399GK103044488SQ201310010909
公开日2013年4月17日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者孙才英, 宋秋丽, 王红, 陈佩佩, 张依夏 申请人:东北林业大学