[发明专利]一种正丁基磷酸单双酯的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种正丁基磷酸单双酯的合成方法，属有机化学中磷酸酯类 表面活性剂的合成技术领域。

背景技术

正丁基磷酸单双酯是以磷酸单正丁酯【分子式：C₄H₉OPO(OH)₂】、磷酸 二正丁酯【分子式：(C₄H₉O)₂PO(OH)】为主要成分的混合物，无色至淡黄 色透明粘稠液体，有水果香味，溶于乙醚、四氯化碳等多种有机溶剂，相对 密度1.120-1.160，低毒。用于涂料酸洗剂和锚固剂，并作为酸固化剂固化 涂料体系；在印刷油墨中作为增稠剂；用于铀、钍等稀有金属的萃取剂，镧 系元素分离剂。此外，用作抗静电剂和分散剂。

在本申请人的检索中，关于正丁基磷酸单双酯的合成方法，国内外均未 见报道，目前国内尚没有厂家生产该产品，需要用到该产品时全部依赖进口。 就世界范围来看，目前只有德国Clariant等极少数几家公司能生产该产品， 但是存在产品色泽不稳定的情况，产品色泽有时可达到≤20(Pt-Co)的较 好指标，有时则超过60甚至100(Pt-Co)，这将影响其应用，限制了其应 用范围。对于该产品色泽不稳定的问题，目前的各公司的处理方法是在制成 成品后根据其色泽深浅将其再分类，供应给不同需要的客户。这就存在一个 问题，就是产品质量(主要是色泽)随机性太强，不利于安排生产计划，而 且如果不能达到预期要求的产品批次过多而，产品将积压甚至过期变质，造 成损失。

发明内容

针对上述问题，本发明拟解决的问题是提供一种可用于涂料和油墨添加 剂、稀有金属萃取剂等领域的正丁基磷酸单双酯的合成方法，使正丁基磷酸 单双酯产品的色泽浅(色泽≤20，Pt-Co)，且产品质量稳定。

为达到上述的目的，本发明采用如下技术方案：一种正丁基磷酸单双酯 的合成方法，其特征在于它以正丁醇、五氧化二磷、多聚磷酸、亚磷酸为原 料，采用以下步骤合成：

a：将正丁醇加入反应器中，通入氮气，在搅拌状态加入第一次加入的 亚磷酸，搅拌至亚磷酸完全溶解；

b：以细流状缓慢加入多聚磷酸，继续搅拌至混合均匀；

c：控制反应器温度不高于50℃，在搅拌状态分批加入五氧化二磷，继 续搅拌至混合均匀；

d：加入第二次加入的亚磷酸，于40-65℃保温搅拌0.5-8.0小时；

e：加热升温到65-85℃，保温2.0-16.0小时后，冷却到温度不高于30 ℃，过滤，得到无色至淡黄色粘稠液体，即为正丁基磷酸单双酯。

所述正丁醇、五氧化二磷、多聚磷酸、第一次加入的亚磷酸、第二次加 入的亚磷酸的质量比为：1∶0.55-0.77∶0.01-0.05∶0.001-0.02∶ 0.001-0.02。

所述使用的氮气的纯度应高于99.99％。所述多聚磷酸的规格应为：含 量≥84％(以五氧化二磷计)。

五氧化二磷的分子结构是4个磷原子和10个氧原子以共价键结合的空 间立体结构，而多聚磷酸更是不同聚合度的聚合磷酸的混合物，因此反应过 程非常复杂。但是主反应是正丁醇与五氧化二磷反应生成正丁基磷酸单双 酯，即生成磷酸单正丁酯、磷酸二正丁酯的过程，反应方程式为：

本发明的有益效果是：采用本发明的正丁基磷酸单双酯的合成工艺，在 反应前和反应中，分两次加入适量的抗氧化剂亚磷酸，能有效地防止在反应 过程中色泽变深的情况发生，保证产品具有较浅的色泽。而且，以亚磷酸作 为抗氧化剂没有引入其他化学元素，不会对产品质量产生不良影响。使该产 品在质量稳定性，尤其是产品色泽的稳定性方面有了显著提高——产品色泽 稳定地保持在不高于20(Pt-Co)的水平，而且其工艺合理，适用于批量生 产。在产品质量稳定的情况下，产品色泽的改善，有效避免了该产品作为涂 料、油墨添加剂和稀有金属萃取剂时的对颜色干扰的不良影响。

具体实施方式

本发明的正丁基磷酸单双酯的合成方法，它以正丁醇、五氧化二磷、多 聚磷酸、亚磷酸为原料，所述正丁醇、五氧化二磷、多聚磷酸、亚磷酸(第 一次加入)、亚磷酸(第二次加入)的质量比为：1∶0.55-0.77∶0.01-0.05∶ 0.001-0.02∶0.001-0.02。

先对个本发明正丁基磷酸单双酯的合成方法的各原料进行介绍：