一种阻燃扩链剂的制备方法与流程

本发明涉及化工合成领域，具体是指一种阻燃扩链剂磷酸三(2-(4-(2-羟基乙氧基)苯氧基)乙酯的制备方法的技术。

背景技术：

1、扩链剂又称链增长剂，是能与线型聚合物链上的官能团反应而使分子链扩展、分子量增大的物质，常用于提高聚氨酯、聚酯等产品的力学性能和工艺性能。扩链剂一般包括含羟基或氨基的低分子质量、多官能团的醇类或胺类化合物，如常用的醇类扩链剂有1，4一丁二醇、1，6一己二醇、甘油、三羟甲基丙烷、二甘醇、三甘醇、新戊二醇、山梨醇、二乙氨基乙醇等。胺类扩链剂有3,3’-二氯-4,4’-二氨基-二苯基甲烷和用甲醛改性制得的液体3,3’-二氯-4,4’-二氨基-二苯基甲烷、乙二胺、n，n-二羟基(二异丙基)苯胺等。

2、聚氨酯分子的成型特点决定了扩链剂在其合成工艺和性能设计中的重要作用，它不仅参与分子的构成，而且对于聚合物软硬相区的构象、结晶性能、分离倾向影响极大，在大宗原材料(如二异氰酸酯，聚酯多元醇或聚醚多元醇)确定的情况下，扩链剂是生产者根据性能和工艺要求调整配方追求最佳效果的重要选择。扩链剂不同反应活性、不同官能团结构、不同剂型的新品种还常常引发聚氨酯弹性材料制备技术的重大创新，如新型扩链剂对苯二酚二羟乙基醚(hqee)，用作聚氨酯胶黏剂的扩链剂，其产品耐热性、硬度及弹性都高于一般所用的扩链剂。

3、由于绝大多数高分子材料在空气中是可燃或易燃的，在给人们的生产和生活带来巨大利益的同时，也使人们面临新的火灾威胁。近年来，重特大火灾时有发生，给社会和家庭造成重大人身和财产损失。随着防火安全标准的日益严格和塑料制品产量的大幅增长，绝大多数可燃或易燃的材料需要通过添加阻燃剂来提升其阻燃性，以防止火灾等隐患。阻燃剂中最常用的是卤系阻燃剂，它虽然具有其他阻燃剂系列无可比拟的高效性，但传统的卤系阻燃剂在燃烧时产生的有毒卤化氢气体及烟雾会对人体造成二次伤害，尤其是产生的二噁英有致癌作用，已受到日益严格的环保和阻燃法规的压力，引起了国际社会的广泛关注。

4、磷系阻燃剂具有阻燃效率高、低毒、无腐蚀性以及与高分子材料相容性好等优点，很多品种还同时具有增塑、热稳定等作用，因此，磷系阻燃剂有广阔的发展前景。磷酸酯作为一种有机无卤含磷阻燃剂，在燃烧过程中有低烟、无毒等优点，使用时更为环保，被公认是可替代含卤阻燃剂的重要产品之一，具有很好的发展前景。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种阻燃扩链剂的制备方法，所述方法不仅可以高效制得扩链剂单体，其还具有阻燃性能。

2、本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种阻燃扩链剂的制备方法，其特点是：所述阻燃扩链剂为磷酸三(2-(4-(2-羟基乙氧基)苯氧基)乙酯，其具有式(i)所示结构：

3、

4、(i)

5、所述阻燃扩链剂的制备方法如下:

6、(1)氮气保护下将对苯二酚、碳酸亚乙酯、碱按摩尔比1：(2.0～2.5)：(0.001～0.01)加入到溶剂中，搅拌条件下加热至100～180℃反应，反应结束后混合物冷却到室温过滤，滤液在真空下蒸馏回收溶剂和未反应的碳酸亚乙酯，得到对苯二酚二羟乙基醚；

7、(2)在常压下，将对苯二酚二羟乙基醚、三氯氧磷及催化剂加入反应器中，通入氮气置换三次，升温至80～110℃进行反应，其中对苯二酚二羟乙基醚：三氯氧磷：催化剂的摩尔比＝1：(0.2～0.5)：(0.01～0.05)，得到阻燃扩链剂磷酸三(2-(4-(2-羟基乙氧基)苯氧基)乙酯。

8、本发明中，所述步骤(1)中溶剂优选自乙二醇单甲醚、二甲苯、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、环己酮、二甲基亚砜等，最优选乙二醇单甲醚。

9、本发明中，所述步骤(1)中的碱优选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、甲醇钠、甲醇钾等，最优选甲醇钠。

10、本发明中，所述步骤(1)中对苯二酚：碳酸亚乙酯：碱的摩尔比优选1：(2.1～2.3)：(0.003～0.007)。

11、本发明中，所述步骤(2)中反应的催化剂为路易斯酸，优选自alcl3、zncl2、fecl3、mgcl2、苯磺酸及其盐、三氟甲磺酸及其盐等，最优选mgcl2。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

13、1、本发明制备的阻燃扩链剂单体乳液具有平均粒径减小，胶膜的结晶度降低，耐热性提高，胶膜的拉伸强度增大等优点。

14、2、在扩链剂单体中复合磷酸酯结构，同时具备了阻燃性能，不仅降低了阻燃剂用量，且毒性物质不易从聚氨酯中渗出。

技术特征：

1.一种阻燃扩链剂的制备方法，其特征在于，所述阻燃扩链剂为磷酸三(2-(4-(2-羟基乙氧基)苯氧基)乙酯，其具有式(i)所示结构：

2.根据权利要求1所述阻燃扩链剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中所述溶剂选自乙二醇单甲醚、二甲苯、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、环己酮、二甲基亚砜。

3.根据权利要求1所述阻燃扩链剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的碱选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、甲醇钠、甲醇钾。

4.根据权利要求1所述阻燃扩链剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中对苯二酚：碳酸亚乙酯：碱的摩尔比为1：(2.1～2.3)：(0.003～0.007)。

5.根据权利要求1所述阻燃扩链剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述路易斯酸选自alcl3、zncl2、fecl3、mgcl2、苯磺酸及其盐、三氟甲磺酸及其盐。

6.根据权利要求1所述阻燃扩链剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中通入氮气置换三次。

技术总结
本发明是一种阻燃扩链剂的制备方法，属化工合成领域。所述阻燃扩链剂为磷酸三（2‑（4‑（2‑羟基乙氧基）苯氧基）乙酯，其制备方法是:氮气保护下将对苯二酚、碳酸亚乙酯、碱加入到溶剂中，搅拌条件下加热反应，反应结束后混合物冷却到室温过滤，滤液在真空下蒸馏回收溶剂和未反应的碳酸亚乙酯，得到对苯二酚二羟乙基醚；在常压下，将对苯二酚二羟乙基醚、三氯氧磷及催化剂加入反应器中，通入氮气置换，升温反应，得到阻燃扩链剂磷酸三（2‑（4‑（2‑羟基乙氧基）苯氧基）乙酯。本发明制备的阻燃扩链剂单体乳液具有平均粒径减小，胶膜的结晶度降低，耐热性提高，胶膜的拉伸强度增大等优点。

技术研发人员：杨世刚,朱海波,匡彩远,范金凤,江超
受保护的技术使用者：江苏三吉利化工股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17