阻燃剂三聚O,O-丙撑磷腈化合物及其制备方法与流程

文档序号:17186057发布日期:2019-03-22 21:22阅读:213来源:国知局
阻燃剂三聚O,O-丙撑磷腈化合物及其制备方法与流程

本发明涉及一种阻燃剂三聚o,o-丙撑磷腈化合物及其制备方法,该化合物含有磷、氮双阻燃元素,可用作聚酯、聚酰胺、聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂、聚乙烯醇和涂料等的阻燃剂。



背景技术:

随着合成材料在电子电器,交通运输,室内装饰等领域的广泛应用,由此而带来的火灾隐患也越来越多,因而合成材料的阻燃已经成为人们关注的重要问题。目前,阻燃材料发展的趋势是在提高阻燃性能的同时,更加注重环保与生态安全。磷氮系协同阻燃剂,具有无卤、低毒、分解温度高、机械加工性能好等特点。因而,磷氮系阻燃剂在国内外的应用与研究越来越受到重视。

本发明公开了一种阻燃剂三聚o,o-丙撑磷腈化合物及其制备方法,该化合物属多磷多氮结构,磷含量高,还有协同阻燃元素氮。该产品结构对称性好,芳性稳定,分解温度高,与高分子材料相容性好,能适应材料的高温加工;其由六氯环三磷腈和间二醇为原料一步反应制得,且原料廉价易得,具有很好的应用开发前景。



技术实现要素:

本发明的目的之一在于提出一种阻燃剂三聚o,o-丙撑磷腈化合物,其物化性能稳定,无毒,阻燃效能高,与高分子材料相容性好,可克服现有技术中的不足。

为实现上述发明目的,本发明采用了如下技术方案:

一种阻燃剂三聚o,o-丙撑磷腈化合物,其特征在于,该化合物的结构如下式所示:

式中r为h或ch3。

本发明的另一目的在于提出一种阻燃剂三聚o,o-丙撑磷腈化合物的制备方法,其工艺简单,易于规模化生产,且原料廉价易得,设备投资少,成本低廉,该方法为:

将六氯环三磷腈溶解入有机溶剂中,加入缚酸剂,控制六氯环三磷腈和间二醇及缚酸剂的摩尔比为1∶3∶6反应,将间二醇滴加到上述溶液中,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至60℃~100℃,保温反应10~15h;降温至30℃以下,抽滤除去生成的缚酸剂盐酸盐,减压蒸馏出有机溶剂(回收利用),分别加入相对产物理论质量克数2~3倍体积毫升数的水洗涤两次,分出下层有机相,再加入相对产物理论质量克数2~3倍体积毫升数的乙酸乙酯,用无水硫酸钠进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体三聚o,o-丙撑磷腈。

该方法还可为:

将六氯环三磷腈溶解入有机溶剂中,滴加六氯环三磷腈3倍摩尔的间二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至60℃~100℃,保温反应13~18h,至无氯化氢放出;降温至30℃以下,减压蒸馏出有机溶剂(回收利用),分别加入相对产物理论质量克数2~3倍体积毫升数的水洗涤两次,分出下层有机相,加入相对产物理论质量克数2~3倍体积毫升数的乙酸乙酯,用无水硫酸钠进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体三聚o,o-丙撑磷腈。

如上所述的间二醇为1,3-丙二醇、1,3-丁二醇或2,4-戊二醇。

如上所述的缚酸剂为三乙胺、n,n-二甲基苯胺或吡啶。

如上所述的有机溶剂为四氢呋喃、氯仿、乙腈或二氧六环,其有机溶剂的体积毫升数与六氯环三磷腈的质量克数之比是3∶1~5∶1。

本发明的三聚o,o-丙撑磷腈为无色透明液体,其中丙撑磷腈,分解温度为289±5℃,密度为1.261(25℃),折光率为nd25=1.3273;甲基丙撑磷腈,分解温度为320±5℃,密度为1.255(25℃),折光率为nd25=1.3145;二甲基丙撑磷腈,分解温度为332±5℃,密度为1.216(25℃),折光率为nd25=1.3021。产率为89.3%~95.8%,可用作聚酯、聚酰胺、聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂、聚乙烯醇和涂料等的阻燃剂。该阻燃剂三聚o,o-丙撑磷腈化合物的制备原理如下式所示:

式中r为h或ch3。

与现有技术相比,本发明的有益之处在于:

①本发明阻燃剂三聚o,o-丙撑磷腈化合物结构新颖,磷含量高达26.1%,氮含量高达11.8%,阻燃元素总含量高达37.9%。结构对称好,稳定性高,能适用于多种工程塑料的高温加工,氮磷协同阻燃效能高,具有很好的增塑性;

②本发明阻燃剂三聚o,o-丙撑磷腈不含卤素,属膨胀型环境友好阻燃剂;

③本发明阻燃剂三聚o,o-丙撑磷腈的制备方法为一步反应,工艺简单,合成过程无需添加催化剂不引入杂质;设备简单,成本低廉,适于规模化生产,有很好的应用开发前景。

附图说明

为了进一步说明产品的结构和性能特给出如下附图。

图1是丙撑磷腈的红外光谱图:图1表明,在2968.4cm-1为亚甲基c-h键的伸缩振动峰,1473.5cm-1处为亚甲基c-h键的弯曲振动峰,1221.7cm-1为磷腈骨架p=n的伸缩振动吸收峰,1026.9cm-1和874.2cm-1为磷腈骨架上p-n的伸缩振动吸收峰,996.9cm-1为p-o-c的特征吸收峰。

图2是丙撑磷腈的核磁谱图:图2表明,以氘代氯仿做溶剂,δ7.26为氘代氯仿峰,δ3.76-3.84为与氧相连的亚甲基氢峰,δ1.75-1.82为与碳相连的亚甲基氢峰。

具体实施方式

以下结合具体实施方式对本发明的技术方案做进一步说明。

实施例1在装有搅拌器、温度计和冷凝管,并在冷凝管上口装有干燥管的250ml三口瓶中,用氮气置换掉瓶内的空气,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈、60ml四氢呋喃、12.12g(0.12mol)三乙胺,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加4.56g(0.06mol)1,3-丙二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至60℃,保温反应15h;降温至30℃以下,抽滤除去生成的三乙胺盐酸盐,滤液减压蒸馏除去四氢呋喃(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入15ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸镁进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体丙撑磷腈,产率:90.3%,分解温度为289±5℃,密度为1.261(25℃),折光率为nd25=1.3273。

实施例2在装有搅拌器、温度计和冷凝管,并在冷凝管上口装有干燥管的250ml三口瓶中,用氮气置换掉瓶内的空气,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈、60ml氯仿、12.12g(0.12mol)三乙胺,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加4.56g(0.06mol)1,3-丙二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至60℃,保温反应15h;降温至30℃以下,抽滤除去生成的三乙胺盐酸盐,滤液减压蒸馏除去氯仿(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入15ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸镁进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体丙撑磷腈,产率:91.2%,分解温度为289±5℃,密度为1.261(25℃),折光率为nd25=1.3273。

实施例3在装有搅拌器、温度计和冷凝管,并在冷凝管上口装有干燥管的250ml三口瓶中,用氮气置换掉瓶内的空气,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈、60ml乙腈、14.52g(0.12mol)n,n-二甲基苯胺,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加4.56g(0.06mol)1,3-丙二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至80℃,保温反应13h;降温至30℃以下,抽滤除去生成的n,n-二甲基苯胺盐酸盐,滤液减压蒸馏除去乙腈(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入15ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸镁进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体丙撑磷腈,产率:95.8%,分解温度为289±5℃,密度为1.261(25℃),折光率为nd25=1.3273。

实施例4在装有搅拌器、温度计和冷凝管,并在冷凝管上口装有干燥管的250ml三口瓶中,用氮气置换掉瓶内的空气,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈、60ml二氧六环、9.48g(0.12mol)吡啶,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加4.56g(0.06mol)1,3-丙二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至100℃,保温反应10h;降温至30℃以下,抽滤除去生成的吡啶盐酸盐,滤液减压蒸馏除去二氧六环(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入15ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸镁进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体丙撑磷腈,产率:93.3%,分解温度为289±5℃,密度为1.261(25℃),折光率为nd25=1.3273。

实施例5在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管和氯化氢吸收装置的反应器中,氮气保护下,加入6.95g(0.02m0l)六氯环三磷腈、60ml四氢呋喃,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加4.56g(0.06mol)1,3-丙二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至60℃,保温反应18h,至无氯化氢放出;降温至30℃以下,减压蒸馏除去四氢呋喃(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入15ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸镁进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体丙撑磷腈,产率:91.2%,分解温度为289±5℃,密度为1.261(25℃),折光率为nd25=1.3273。

实施例6在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管和氯化氢吸收装置的反应器中,氮气保护下,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈、60ml氯仿,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加4.56g(0.06mol)1,3-丙二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至60℃,保温反应18h,至无氯化氢放出;降温至30℃以下,减压蒸馏除去率氯仿(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入15ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸镁进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体丙撑磷腈,产率:91.1%,分解温度为289±5℃,密度为1.261(25℃),折光率为nd25=1.3273。

实施例7在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管和氯化氢吸收装置的反应器中,氮气保护下,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈、60ml乙腈,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加4.56g(0.06mol)1,3-丙二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至80℃,保温反应15h,至无氯化氢放出;降温至30℃以下,减压蒸馏除去率乙腈(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入15ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸镁进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体丙撑磷腈,产率:94.5%,分解温度为289±5℃,密度为1.261(25℃),折光率为nd25=1.3273。

实施例8在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管和氯化氢吸收装置的反应器中,氮气保护下,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈、60ml二氧六环,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加4.56g(0.06mol)1,3-丙二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至100℃,保温反应13h,至无氯化氢放出;降温至30℃以下,减压蒸馏除去率二氧六环(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入15ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸镁进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体丙撑磷腈,产率:93.5%,分解温度为289±5℃,密度为1.261(25℃),折光率为nd25=1.3273。

实施例9在装有搅拌器、温度计和冷凝管,并在冷凝管上口装有干燥管的250ml四口瓶中,用氮气置换掉瓶内的空气,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈、60ml四氢呋喃、12.12g(0.12mol)三乙胺,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加5.40g(0.06m0l)1,3-丁二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至60℃,保温反应15h;降温至30℃以下,抽滤除去生成的三乙胺盐酸盐,减压蒸馏除去四氢呋喃(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入20ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸钠进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体甲基丙撑磷腈,产率:90.7%,分解温度为320±5℃,密度为1.255(25℃),折光率为nd25=1.3145。

实施例10在装有搅拌器、温度计和冷凝管,并在冷凝管上口装有干燥管的250ml四口瓶中,用氮气置换掉瓶内的空气,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈、60ml氯仿、12.12g(0.12mol)三乙胺,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加5.40g(0.06mol)1,3-丁二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至60℃,保温反应15h;降温至30℃以下,抽滤除去生成的三乙胺盐酸盐,减压蒸馏除去氯仿(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入20ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸钠进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体甲基丙撑磷腈,产率:91.3%,分解温度为320±5℃,密度为1.255(25℃),折光率为nd25=1.3145。

实施例11在装有搅拌器、温度计和冷凝管,并在冷凝管上口装有干燥管的250ml四口瓶中,用氮气置换掉瓶内的空气,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈、60ml乙腈、14.52g(0.12mol)n,n-二甲基苯胺,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加5.40g(0.06mol)1,3-丁二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至80℃,保温反应13h;降温至30℃以下,抽滤除去生成的n,n-二甲基苯胺盐酸盐,减压蒸馏除去乙腈(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入20ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸钠进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体甲基丙撑磷腈,产率:95.1%,分解温度为320±5℃,密度为1.255(25℃),折光率为nd25=1.3145。

实施例12在装有搅拌器、温度计和冷凝管,并在冷凝管上口装有干燥管的250ml四口瓶中,用氮气置换掉瓶内的空气,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈、60ml二氧六环、9.48g(0.12mol)吡啶,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加5.40g(0.06mol)1,3-丁二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至100℃,保温反应10h;降温至30℃以下,抽滤除去生成的吡啶盐酸盐,减压蒸馏除去二氧六环(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入20ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸钠进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体甲基丙撑磷腈,产率:93.7%,分解温度为320±5℃,密度为1.255(25℃),折光率为nd25=1.3145。

实施例13在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管和氯化氢吸收装置的反应器中,氮气保护下,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈和60ml四氢呋喃,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加5.40g(0.06mol)1,3-丁二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至60℃,保温反应18h,至无氯化氢放出;降温至30℃以下,减压蒸馏除去四氢呋喃(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入20ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸钠进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体甲基丙撑磷腈,产率:90.4%,分解温度为320±5℃,密度为1.255(25℃),折光率为nd25=1.3145。

实施例14在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管和氯化氢吸收装置的反应器中,氮气保护下,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈和60ml氯仿,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加5.40g(0.06mol)1,3-丁二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至60℃,保温反应18h,至无氯化氢放出;降温至30℃以下,减压蒸馏除去氯仿(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入20ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸钠进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体甲基丙撑磷腈,产率:91.0%,分解温度为320±5℃,密度为1.255(25℃),折光率为nd25=1.3145。

实施例15在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管和氯化氢吸收装置的反应器中,氮气保护下,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈和60ml乙腈,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加5.40g(0.06mol)1,3-丁二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至80℃,保温反应15h,至无氯化氢放出;降温至30℃以下,减压蒸馏除去乙腈(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入20ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸钠进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体甲基丙撑磷腈,产率:94.4%,分解温度为320±5℃,密度为1.255(25℃),折光率为nd25=1.3145。

实施例16在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管和氯化氢吸收装置的反应器中,氮气保护下,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈和60ml二氧六环,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加5.40g(0.06mol)1,3-丁二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至100℃,保温反应13h,至无氯化氢放出;降温至30℃以下,减压蒸馏除去二氧六环(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入20ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸钠进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体甲基丙撑磷腈,产率:92.4%,分解温度为320±5℃,密度为1.255(25℃),折光率为nd25=1.3145。

实施例17在装有搅拌器、温度计和冷凝管,并在冷凝管上口装有干燥管的250ml四口瓶中,用氮气置换掉瓶内的空气,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈、60ml四氢呋喃和12.12g(0.12mol)三乙胺,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加6.24g(0.06mol)2,4-戊二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至60℃,保温反应15h;降温至30℃以下,抽滤除去生成的三乙胺盐酸盐,减压蒸馏除去四氢呋喃(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入20ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸镁进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体1,3-二甲基丙撑磷腈,产率:89.3%,分解温度为332±5℃,密度为1.216(25℃),折光率为nd25=1.3021。

实施例18在装有搅拌器、温度计和冷凝管,并在冷凝管上口装有干燥管的250ml四口瓶中,用氮气置换掉瓶内的空气,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈、60ml氯仿和12.12g(0.12mol)三乙胺,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加6.24g(0.06mol)2,4-戊二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至60℃,保温反应15h;降温至30℃以下,抽滤除去生成的三乙胺盐酸盐,减压蒸馏除去氯仿(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入20ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸镁进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体1,3-二甲基丙撑磷腈,产率:89.9%,分解温度为332±5℃,密度为1.216(25℃),折光率为nd25=1.3021。

实施例19在装有搅拌器、温度计和冷凝管,并在冷凝管上口装有干燥管的250ml四口瓶中,用氮气置换掉瓶内的空气,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈、60ml乙腈和14.52g(0.12mol)n,n-二甲基苯胺,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加6.24g(0.06mol)2,4-戊二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至80℃,保温反应13h;降温至30℃以下,抽滤除去生成的n,n-二甲基苯胺盐酸盐,减压蒸馏除去乙腈(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入20ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸镁进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体1,3-二甲基丙撑磷腈,产率:95.2%,分解温度为332±5℃,密度为1.216(25℃),折光率为nd25=1.3021。

实施例20在装有搅拌器、温度计和冷凝管,并在冷凝管上口装有干燥管的250ml四口瓶中,用氮气置换掉瓶内的空气,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈、60ml二氧六环和9.48g(0.12mol)吡啶,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加6.24g(0.06mol)2,4-戊二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至100℃,保温反应10h;降温至30℃以下,抽滤除去生成的吡啶盐酸盐,减压蒸馏除去二氧六环(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入20ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸镁进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体1,3-二甲基丙撑磷腈,产率:92.6%,分解温度为332±5℃,密度为1.216(25℃),折光率为nd25=1.3021。

实施例21在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管和氯化氢吸收装置的反应器中,氮气保护下,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈和60ml四氢呋喃,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加6.24g(0.06mol)2,4-戊二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至60℃,保温反应18h,至无氯化氢放出;降温至30℃以下,减压蒸馏除去四氢呋喃(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入20ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸镁进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体1,3-二甲基丙撑磷腈,产率:90.4%,分解温度为332±5℃,密度为1.216(25℃),折光率为nd25=1.3021。

实施例22在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管和氯化氢吸收装置的反应器中,氮气保护下,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈和60ml氯仿,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加6.24g(0.06mol)2,4-戊二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至60℃,保温反应18h,至无氯化氢放出;降温至30℃以下,减压蒸馏除去氯仿(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入20ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸镁进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体1,3-二甲基丙撑磷腈,产率:90.7%,分解温度为332±5℃,密度为1.216(25℃),折光率为nd25=1.3021。

实施例23在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管和氯化氢吸收装置的反应器中,氮气保护下,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈和60ml乙腈,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加6.24g(0.06mol)2,4-戊二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至80℃,保温反应15h,至无氯化氢放出;降温至30℃以下,减压蒸馏除去乙腈(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入20ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸镁进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体1,3-二甲基丙撑磷腈,产率:93.8%,分解温度为332±5℃,密度为1.216(25℃),折光率为nd25=1.3021。

实施例24在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管和氯化氢吸收装置的反应器中,氮气保护下,加入6.95g(0.02mol)六氯环三磷腈和60ml二氧六环,搅拌使六氯环三磷腈溶解后,滴加6.24g(0.06mol)2,4-戊二醇,冷却条件下,以滴加速度控制反应温度不高于40℃,滴完后升温至100℃,保温反应13h,至无氯化氢放出;降温至30℃以下,减压蒸馏除去二氧六环(回收利用),分别加入20ml水洗涤两次,分出下层有机相,加入20ml乙酸乙酯,用1g无水硫酸镁进行干燥,抽滤,滤液减压蒸馏除去乙酸乙酯,得无色透明液体1,3-二甲基丙撑磷腈,产率:92.2%,分解温度为328±5℃,密度为1.216(25℃),折光率为nd25=1.3021。

表1制备例主要工艺参数

本案发明人还将上述合成的阻燃剂三聚o,o-丙撑磷腈应用于pvc中,取聚氯乙烯(pvc)、邻苯二甲酸二辛酯(dop)、三氧化二锑(sb2o3)和产物三聚o,o-丙撑磷腈以不同比例混合均匀后,再用xj-01型挤出机挤出制成直径3mm,长度15cm的样条。参照:gb/t2406-2008《塑料燃烧性能试验方法-氧指数法》测样条的极限氧指数。试验结果如表2所示:

表2阻燃剂三聚o,o-丙撑磷腈在pvc中阻燃性能

由表2可知,一般认为阻燃材料的极限氧指数达到27以上即有较好的阻燃性能。聚氯乙烯本身含氯量很高,是很好的阻燃材料,但由于易燃增塑剂的加入导致阻燃性能降低,表2表明加入100份增塑剂时极限氧指数只有21,在空气中极易燃烧,但随着三聚o,o-丙撑磷腈量的增加,极限氧指数升高很快,加入10份时极限氧指数都大于27,其表明该产品有很高的阻燃效能;同时实验中发现,该阻燃剂还具有较好的增塑性,其可以降低增塑剂在聚氯乙烯中的使用量。

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