一种阻燃与耐光性磷酸化加脂剂的制备方法与流程

文档序号:12346751阅读:373来源:国知局
本发明涉及一种磷酸化加脂剂的制备方法,特别涉及到阻燃与耐光性磷酸化加脂剂的制备方法。
背景技术
:随着人们生活水平的提高,家具革和汽车用革等也呈日趋增长之势。与此同时,由皮革、合成革引起的火灾也在不断地增加。因而皮革的阻燃问题,成为一个行业研究热点。在皮革加工过程中,加脂是必不可少的一道工序,其对皮革制品的感官性能、力学性能影响非常大,但目前加脂所用的加脂剂均容易燃烧,因此,需要对加脂剂进行改性,降低其可燃性,提高其的抗燃性,以满足市场对阻燃皮革制品的需求。近十几年来,磷酸化加脂剂成为皮革加脂剂的开发热点。由于这类加脂剂含有磷酸根,能与铬盐络合。因此,在铬鞣或铬复鞣时可使铬盐在革内分布更均匀,而且它们又能与纤维结合,具有永久加脂效果。另外,磷酸化加脂剂渗透性好,对皮革有填充作用,使革具有防水性,且革的表面不油腻,不变黄和无异味,更适合白色、彩色软革、高档革的加脂,成革具有特殊的柔软感,革身丰满,弹性好。因而,对磷酸化加脂剂进行改性,提高其阻燃性能,成为本行业专家学者争相研究的课题。由于制备磷酸化加脂剂常用的磷酸化试剂:五氧化二磷具有活性高,反应速率快,但存在难以加入体系、具有结块的缺陷,因此需要将五氧化二磷进行分散。酸催化是有机合成中最普遍、最重要的反应之一。传统的液体酸(如硫酸、硝酸等)虽催化活性高,但存在严重的环境污染和安全问题;固体酸虽环境友好,但酸活性中心不均匀且有效活性中心数量少。酸功能化离子液体因为兼有固体酸和液体酸的特点,无挥发性和腐蚀性低,已在环境友好的酸催化方面表现出很大的潜力。技术实现要素:本发明旨在提供一种阻燃与耐光性磷酸化加脂剂的制备方法,通过将五氧化二磷分散于液体中,对磷酸化蓖麻油加脂剂进行改性,并用异丙醇铝、2-羟基-1-萘甲酸、过氧化双苯甲酰、丙酸铝、二羟基吗啡喃-6-酮盐酸盐作加脂剂合成的催化剂,同时选择选择2-羟乙基三甲基氯化铵、山梨糖醇、八钼酸胺、三聚氰酸、柚皮甙、、盐酸胍、对甲苯磺酰胺提高磷酸化蓖麻油加脂剂的阻燃型,1-(3-二甲基胺丙基)-3-乙基碳二亚胺、柚皮甙、谷氨酰胺、乙氧基喹啉、甜菜碱盐酸盐、三乙烯四胺、噻替哌提高磷酸化蓖麻油的耐光性;本发明采用以下技术方案:1.一种阻燃与耐光性磷酸化加脂剂的制备方法,其特征在于:(1)五氧化二磷分散液的制备:将五氧化二磷35g、1-十六烷基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐50g和丙二酸二乙酯3g加入到250ml三口瓶中,在70℃混合搅拌反应1h,得到五氧化二磷分散液;(2)将上述(1)所制备的五氧化二磷分散液8g、蓖麻油42g加入到250ml三口瓶中,搅拌均匀后,往容器中加入异丙醇铝2g、2-羟基-1-萘甲酸1.2g,升温至70℃,冷凝回流保温反应1h,得产物C;(3)往产物C中加入2-羟乙基三甲基氯化铵2.5g,搅拌均匀后升温至80℃,保温反应1h,再加入山梨糖醇2.5g、八钼酸胺1.5g、三聚氰酸2.5g、油酸酰胺1.1g和1-(3-二甲基胺丙基)-3-乙基碳二亚胺1.2g,升温到60℃,搅拌反应2h,得产物D;(4)再往产物D中滴加质量浓度10%的氢氧化钠溶液12ml至中性,得到棕黄色液体,即为所述的阻燃与耐光性磷酸化加脂剂。2.一种阻燃与耐光性磷酸化加脂剂的制备方法,其特征在于:(1)五氧化二磷分散液的制备:将五氧化二磷25g、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐54g和丁基磺酰氯3g加入到250ml三口瓶中,在40℃混合搅拌反应2h,得到五氧化二磷分散液;(2)将上述(1)所制备的五氧化二磷分散液42g、蓖麻油56g和丙二酸二乙酯21g加入到250ml三口瓶中,搅拌均匀后,往容器中加入过氧化双苯甲酰1.7g和丙酸铝1.2g,升温至75℃,冷凝回流保温反应2h,得产物C;(3)往产物C中加入柚皮甙7g,搅拌均匀后升温至80℃,保温反应2h,再加入山梨糖醇1.2g、八钼酸胺0.5g、、盐酸胍2.5g、对甲苯磺酰胺1.2g和谷氨酰胺1.1g,升温到70℃,搅拌反应3h,得产物D;(4)再往产物D中滴加质量浓度15%的氢氧化钠溶液10ml至中性,得到棕黄色液体,即为所述的阻燃性磷酸化加脂剂。3.一种阻燃与耐光性磷酸化加脂剂的制备方法,其特征在于:(1)五氧化二磷分散液的制备:将五氧化二磷32g、二甲基甲酰胺54g和环氧氯丙烷5g加入到250ml三口瓶中,在50℃混合搅拌反应1h,得到五氧化二磷分散液的制备;(2)将上述(1)制备的五氧化二磷分散液22g、蓖麻油70g和二甲基甲酰胺20g加入到250ml三口瓶中,搅拌均匀后,往容器中加入2-羟基-1-萘甲酸2g,升温至68℃,冷凝回流保温反应1h,得产物C;(3)往产物C中加入三羟甲基丙烷2g,搅拌均匀后升温至70℃,保温反应3h,再加入二乙基次磷酸铝1.2g、八钼酸胺1.5g、乙氧基喹啉1.8g、甜菜碱盐酸盐1.2g,升温到70℃,搅拌反应2.5h,得产物D;(4)再往产物D中滴加质量浓度15%的氢氧化钠溶液10ml至酸碱度为中性,得到棕黄色液体,即为所述的阻燃与耐光性磷酸化加脂剂。4.一种阻燃性磷酸化加脂剂的制备方法,其特征在于:(1)五氧化二磷分散液的制备:将五氧化二磷20g、硝酸乙基铵86g和环氧氯丙烷6g和4-乙烯基环氧环己烷2.2g加入到250ml三口瓶中,在50℃混合搅拌反应1h,得到五氧化二磷分散液;(2)将上述(1)所制备的五氧化二磷分散液30g、蓖麻油50g和3,4-环氧四氢呋喃20g加入到250ml三口瓶中,搅拌均匀后,往容器中加和二羟基吗啡喃-6-酮盐酸盐1.7g,升温至75℃,冷凝回流保温反应3h,得产物C;(3)往产物C中加入三羟甲基三聚氰胺8g,搅拌均匀后升温至60℃,保温反应2h,再加入二乙基次磷酸铝1.5g、八钼酸胺0.5g、三乙烯四胺1.3g和噻替哌2.3g,升温到70℃,搅拌反应3h,得产物D;(4)再往产物D中滴加质量浓度15%的氢氧化钠溶液12ml至酸碱度为中性,得到棕黄色液体,即为所述的阻燃性磷酸化加脂剂。本发明的有益效果在于:(1)本发明方法所制备的磷酸化加脂剂阻燃性能极大提高,并保持了传统磷酸化蓖麻油的几乎所有优点;(2)本发明方法制备阻燃性磷酸化加脂剂所采用的原材料,价格低廉,来源广泛,在大幅度提高磷酸化加脂剂阻燃性的同时,有效控制了生产成本,适合推广应用;(3)采用分散1-十六烷基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、丙二酸二乙酯、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐分散五氧化二磷,改善了传统五氧化二磷加入体系中放热太快,不易分散而导致局部放热太多,使产品质量不稳定,同时极大改善了固体加料太慢的缺陷,丁基磺酰氯、4-乙烯基环氧环己烷对1-十六烷基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、丙二酸二乙酯、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐进行增效,提高上述物质对五氧化二磷的分散;(4)异丙醇铝、2-羟基-1-萘甲酸、过氧化双苯甲酰、丙酸铝、二羟基吗啡喃-6-酮盐酸盐做催化剂,降低传统无机强酸对设备的腐蚀性;(5)选择2-羟乙基三甲基氯化铵、山梨糖醇、八钼酸胺、三聚氰酸、柚皮甙、、盐酸胍、对甲苯磺酰胺提高磷酸化蓖麻油加脂剂的阻燃性;(6)1-(3-二甲基胺丙基)-3-乙基碳二亚胺、柚皮甙、谷氨酰胺、乙氧基喹啉、甜菜碱盐酸盐、三乙烯四胺、噻替哌提高磷酸化蓖麻油的耐光性;(7)油酸酰胺、甲苯磺酰胺增加了2-羟乙基三甲基氯化铵、山梨糖醇、八钼酸胺、三聚氰酸、盐酸胍的阻燃效率,相当于阻燃协效剂。具体实施方式为了更好地理解和实施本发明,下面结合具体实施例进一步说明本发明。实例1(1)五氧化二磷分散液的制备:将五氧化二磷35g、1-十六烷基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐50g和丙二酸二乙酯3g加入到250ml三口瓶中,在70℃混合搅拌反应1h,得到五氧化二磷分散液;(2)将上述(1)所制备的五氧化二磷分散液8g、蓖麻油42g加入到250ml三口瓶中,搅拌均匀后,往容器中加入异丙醇铝2g、2-羟基-1-萘甲酸1.2g,升温至70℃,冷凝回流保温反应1h,得产物C;(3)往产物C中加入2-羟乙基三甲基氯化铵2.5g,搅拌均匀后升温至80℃,保温反应1h,再加入山梨糖醇2.5g、八钼酸胺1.5g、三聚氰酸2.5g、油酸酰胺1.1g和1-(3-二甲基胺丙基)-3-乙基碳二亚胺1.2g,升温到60℃,搅拌反应2h,得产物D;(4)再往产物D中滴加质量浓度10%的氢氧化钠溶液12ml至中性,得到棕黄色液体,即为所述的阻燃与耐光性磷酸化加脂剂。实例2(1)五氧化二磷分散液的制备:将五氧化二磷25g、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐54g和丁基磺酰氯3g加入到250ml三口瓶中,在40℃混合搅拌反应2h,得到五氧化二磷分散液;(2)将上述(1)所制备的五氧化二磷分散液42g、蓖麻油56g和丙二酸二乙酯21g加入到250ml三口瓶中,搅拌均匀后,往容器中加入过氧化双苯甲酰1.7g和丙酸铝1.2g,升温至75℃,冷凝回流保温反应2h,得产物C;(3)往产物C中加入柚皮甙7g,搅拌均匀后升温至80℃,保温反应2h,再加入山梨糖醇1.2g、八钼酸胺0.5g、、盐酸胍2.5g、对甲苯磺酰胺1.2g和谷氨酰胺1.1g,升温到70℃,搅拌反应3h,得产物D;(4)再往产物D中滴加质量浓度15%的氢氧化钠溶液10ml至中性,得到棕黄色液体,即为所述的阻燃性磷酸化加脂剂。实例3(1)五氧化二磷分散液的制备:将五氧化二磷32g、二甲基甲酰胺54g和环氧氯丙烷5g加入到250ml三口瓶中,在50℃混合搅拌反应1h,得到五氧化二磷分散液的制备;(2)将上述(1)制备的五氧化二磷分散液22g、蓖麻油70g和二甲基甲酰胺20g加入到250ml三口瓶中,搅拌均匀后,往容器中加入2-羟基-1-萘甲酸2g,升温至68℃,冷凝回流保温反应1h,得产物C;(3)往产物C中加入三羟甲基丙烷2g,搅拌均匀后升温至70℃,保温反应3h,再加入二乙基次磷酸铝1.2g、八钼酸胺1.5g、乙氧基喹啉1.8g、甜菜碱盐酸盐1.2g,升温到70℃,搅拌反应2.5h,得产物D;(4)再往产物D中滴加质量浓度15%的氢氧化钠溶液10ml至酸碱度为中性,得到棕黄色液体,即为所述的阻燃与耐光性磷酸化加脂剂。实例4(1)五氧化二磷分散液的制备:将五氧化二磷20g、硝酸乙基铵86g和环氧氯丙烷6g和4-乙烯基环氧环己烷2.2g加入到250ml三口瓶中,在50℃混合搅拌反应1h,得到五氧化二磷分散液;(2)将上述(1)所制备的五氧化二磷分散液30g、蓖麻油50g和3,4-环氧四氢呋喃20g加入到250ml三口瓶中,搅拌均匀后,往容器中加2-羟基-1-萘甲酸1.2g和二羟基吗啡喃-6-酮盐酸盐1.7g,升温至75℃,冷凝回流保温反应3h,得产物C;(3)往产物C中加入三羟甲基三聚氰胺8g,搅拌均匀后升温至60℃,保温反应2h,再加入二乙基次磷酸铝1.5g、八钼酸胺0.5g、三乙烯四胺1.3g和噻替哌2.3g,升温到70℃,搅拌反应3h,得产物D;(4)再往产物D中滴加质量浓度15%的氢氧化钠溶液12ml至酸碱度为中性,得到棕黄色液体,即为所述的阻燃性磷酸化加脂剂。下面通过实验数据进一步说明本发明的有益效果:实验指标及参考文献:皮革的阻燃性是通过烟密度法(最大烟密度、达到最大烟密度时间)(GB8323-2008,塑料燃烧性能试验方法-烟密度法[S])、氧指数(GB/T5454-1997,纺织品燃烧性能试验-氧指数法[S])、垂直燃烧指标(有焰燃烧时间、无焰燃烧时间)(GB/T5455-1997,纺织品燃烧能试验-垂直法[S])来衡量,皮革的感官是由手感、丰满性、柔软性来衡量,其中手感、丰满性、柔软性分为三个级别,由优至劣依次记为好、较好、差(段宝荣,王全杰,吴炳田.新性氨基树脂阻燃复鞣剂的合成及应用[J].中国皮革,2008,(5):26-30)。断裂伸长率参考(蒋维祺.皮革成品理化检验[M].中国轻工业出版社,1999,82-96)。表1阻燃与耐光性磷酸化加脂剂应用于加脂过程中所得皮革感官指标类型实例1实例2实例3实例4未加加脂剂手感较好较好好较好较好丰满性较好好较好较好差柔软性较好较好好好差由表1的实验数据可以看出,使用了本发明阻燃性磷酸化加脂剂后,皮革感官性能得到改善。表2阻燃与耐光性磷酸化加脂剂施加于皮革所得断裂伸长率类型实例1实例2实例3实例4未加加脂剂断裂伸长率/%88.16139.67126.28163.6976.21由表2实验数据可以看出,使用了本发明阻燃性磷酸化加脂剂,皮革断裂伸长率得到明显改善。表3阻燃与耐光性磷酸化加脂剂应用于皮革的阻燃效果指标类型实例1实例2实例3实例4未加加脂剂最大烟密度22137338达到最大烟密度时间/s12015018018091氧指数/%27.428.130.831.425.2有焰燃烧时间/s16.310.411.32.718.6无焰燃烧时间/s0.62.00.32.76.8由表3可见,使用了本发明阻燃性磷酸化加脂剂后,最大烟密度显著降低,达到最大烟密度时间显著延长,氧指数明显提高,燃烧时间明显缩短。为了定量描述加脂剂的耐光性能,加脂剂的耐光性以其用于皮革的耐光性来衡量,采用分光光度仪进行检测,以得到反色差值△E,来描述皮革的耐光性。△E代表了颜色变化程度,△E越大,颜色改变越明显。一般来说,△E值为0~1.5属轻微变化;△E值为1.5~3.0属可感变化;△E值为3.0~6.0属明显变化(参见王芳,党高潮,王丽琴,几种有机文物保护聚合物涂料的光降解[J].西北大学学报,2005,35(5):56~58)。表4阻燃与耐光性磷酸化加脂剂应用于皮革的耐光效果指标时间/min实例1实例2实例3实例4市场磷酸化加脂剂900.30.20.50.10.51500.30.20.50.20.52700.40.30.50.30.63300.70.60.50.50.63900.90.70.70.50.74500.90.80.80.60.85101.21.20.90.71.55401.21.21.11.01.76001.21.31.21.11.9由表4实验数据可以看出,使用了本发明耐光性磷酸化加脂剂,耐光性指标得到明显。当前第1页1 2 3 
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