一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法
【专利说明】一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及阻燃剂合成的技术领域，尤其涉及一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法。
【背景技术】
[0003]随着工业经济的迅速发展，塑料、橡胶及合成纤维等高分子材料在工业中的应用越来越广泛，但高分子材料通常为易燃或可燃物，燃烧引发火灾会造成大量的生命财产损失，故向高分子材料中添加阻燃剂，使合成材料具有难燃性、自熄性和消烟性等特性，是当前亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是:提供一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法，解决了普通向高分子材料中添加阻燃剂容易对环境造成污染、且生产成本较高、纯度低和转化率低的问题。
[0005]本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案是:
一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法，包括以下步骤:
a.在温度为70?90°C及压力为I?3个标准大气压下，将次磷酸或单烷基次膦酸或其次磷酸盐碱金属中的任一种在一定温度下在水中溶解后并添加自由基源，从而形成活性较强的次酸的自由基；
b.将上述步骤a)中所得的次酸的自由基加成到环戊烯分子上，得到单、双环戊基次膦酸或其碱金属盐；
c.将上述步骤b)中的尾气回收循环利用；
d.将上述步骤b)中单环戊基次膦酸或其碱金属盐，通过回流进行反应得到双环戊基次膦酸或其碱金属盐；
e.将上述步骤b)、步骤d)中得到的双环戊基次膦酸或其碱金属盐通过加压渗透分离后得到提纯的二环戊基次膦酸或二环戊基次膦酸碱金属盐；
f.将上述步骤e)中得到的二环戊基次膦酸或二环戊基次膦酸碱金属盐与铝的金属化合物进行反应，生成二环戊基次膦酸铝；
g.将上述步骤f)中得到的二环戊基次膦酸铝过滤，用热水洗涤，并在130°C温度下真空干燥。
[0006]所述的步骤a)中将次磷酸或单烷基次膦酸或其次磷酸盐碱金属的任一种的水溶液加温至70?90 °C。
[0007]所述的步骤b)中在温度为70?90°C及压力为I?3个标准大气压下通过计量栗逐步滴加入环戊烯，反应回流7?10小时。
[0008]所述的步骤f)中用硫酸调节二环戊基次膦酸或二环戊基次膦酸碱金属盐的PH值为2.8?3.2。
[0009]所述的步骤f)中铝的金属化合物为硫酸铝。
[0010]本发明的有益效果在于:1、环戊基的高温稳定性使得该阻燃剂的耐温性能更加优异。2、反应过程中不使用有机溶剂，更加绿色环保。3、反应过程中未反应的环戊烯、单环戊基次膦酸或其碱金属盐等物质都可以再循环利用，该制备方法实现了原材料的100%利用。
4、该制备方法制得的二环戊基次膦酸铝阻燃剂转化率高、纯度高，并且整个工艺过程中不产生废弃物。
【具体实施方式】
[0011]下面进一步说明本发明的实施例。
[0012]实施例一
在温度为80°C及压力为I个标准大气压下，向装有搅拌器、恒压进气装置和气体循环回流冷凝器的IL四口烧瓶中加入40g次磷酸钠，加水溶解搅拌加温至80°C，待次磷酸钠完全溶解后滴加环戊烯，加入0.2g催化剂及0.8g自由基引发剂，反应8小时后停止加热，加入质量分数为30%的稀硫酸调节PH值至3.0，再将配置好的125g质量分数为30%的硫酸铝溶液在室温下3小时均匀滴加到该溶液中，然后快速升温至90°C并保温I小时，冷却、过滤、烘干得到产品67.2g，收率为62.6%，将产品进行磷核磁检测，测得二环戊基次膦酸铝含量为99.16%，环戊基次膦酸铝为0.56%，其它为0.28%，反应剩余液重新添加下一个反应中再利用，综合收率达到100%，其中二环戊基次膦酸铝的含量达到99%以上。
[0013]实施例二
在温度为75°C及压力为2个标准大气压下，向装有搅拌器、恒压进气装置和气体循环回流冷凝器的IL四口烧瓶中加入40g次磷酸钠，搅拌加温至75°C，待次磷酸钠完全溶解后滴加环戊烯，加入0.2g催化剂及0.8g自由基引发剂，反应9小时后停止加热，加入质量分数为30%的稀硫酸调节PH值至3.0，再将配置好的125g质量分数为30%硫酸铝溶液在室温下3小时均匀滴加到该溶液中，然后快速升温至90°C保温I小时，冷却、过滤、烘干得到产品65.Sg，收率为61.5%，将产品进行磷核磁检测，测得二环戊基次膦酸铝含量为99.54%，环戊基次膦酸铝为0.33%，其它为0.13%，反应剩余液重新添加下一个反应中再利用，综合收率达到100%，其中二环戊基次膦酸铝的含量达到99%以上。
[0014]本【具体实施方式】的有益效果在于:1、环戊基的高温稳定性使得该阻燃剂的耐温性能更加优异。2、反应过程中不使用有机溶剂，更加绿色环保。3、反应过程中未反应的环戊烯、单环戊基次膦酸或其碱金属盐等物质都可以再循环利用，该制备方法实现了原材料的100%利用。4、该制备方法制得的二环戊基次膦酸铝阻燃剂转化率高、纯度高，并且整个工艺过程中不产生废弃物。
[0015]本发明的具体实施例不构成对本发明的限制，凡是采用本发明的相似结构及变化，均在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: a.在温度为70?90°C及压力为I?3个标准大气压下，将次磷酸或单烷基次膦酸或其次磷酸盐碱金属中的任一种在一定温度下在水中溶解后并添加自由基源，从而形成活性较强的次酸的自由基； b.将上述步骤a)中所得的次酸的自由基加成到环戊烯分子上，得到单、双环戊基次膦酸或其碱金属盐； c.将上述步骤b)中的尾气回收循环利用； d.将上述步骤b)中单环戊基次膦酸或其碱金属盐，通过回流进行反应得到双环戊基次膦酸或其碱金属盐； e.将上述步骤b)、步骤d)中得到的双环戊基次膦酸或其碱金属盐通过加压渗透分离后得到提纯的二环戊基次膦酸或二环戊基次膦酸碱金属盐； f.将上述步骤e)中得到的二环戊基次膦酸或二环戊基次膦酸碱金属盐与铝的金属化合物进行反应，生成二环戊基次膦酸铝； g.将上述步骤f)中得到的二环戊基次膦酸铝过滤，用热水洗涤，并在130°C温度下真空干燥。2.如权利要求1所述的一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法，其特征在于:所述的步骤a)中将次磷酸或单烷基次膦酸或其次磷酸盐碱金属的任一种的水溶液加温至 70 ?90°C。3.如权利要求1所述的一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法，其特征在于:所述的步骤b)中在温度为70?90°C及压力为I?3个标准大气压下通过计量栗逐步滴加入环戊稀，反应回流7?10小时。4.如权利要求1所述的一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法，其特征在于:所述的步骤f)中用硫酸调节二环戊基次膦酸或二环戊基次膦酸碱金属盐的PH值为2.8?3.2o5.如权利要求1所述的一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法，其特征在于:所述的步骤f)中铝的金属化合物为硫酸铝。
【专利摘要】本发明涉及一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：在一定温度和压力下向次磷酸或单烷基次膦酸或其碱金属水溶液中加入自由基源，形成次酸自由基；将上述次酸自由基加成到环戊烯上，得单、双环戊基次膦酸或其碱金属盐；将上述尾气循环利用；将上述单环戊基次膦酸或其碱金属盐，回流反应得双环戊基次膦酸或其碱金属盐；将上述双环戊基次膦酸或其碱金属盐渗透分离得二环戊基次膦酸或二环戊基次膦酸碱金属盐；将上述二环戊基次膦酸或二环戊基次膦酸碱金属盐与铝化合物反应，得二环戊基次膦酸铝；将二环戊基次膦酸铝过滤、洗涤，130℃温度下真空干燥。本发明有益效果：环戊基的高温稳定性使得该阻燃剂耐温性能更加优异。
【IPC分类】C08K5/5313, C07F9/30
【公开号】CN105646573
【申请号】
【发明人】田民格, 郭传鸿, 殷树梅, 史海岭, 李发
【申请人】欣格瑞（山东）环境科技有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年2月29日