[发明专利]一种二硫代磷酸新戊二酯阻燃剂合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃剂的合成方法，具体为一种含有高效阻燃性的元素磷和硫且专用于粘胶纤维的阻燃剂的合成方法。

背景技术

粘胶纤维与天然纤维素纤维一样，具有优异的舒适性能，是其他纤维所不可比的，广为消费者所青睐。但是不论是棉、麻等天然纤维素纤维，还是粘胶等化学纤维素纤维，所有纤维素纤维的都有一个最大弱点，那就是易燃！易燃性限制了纤维素纤维产品的进一步发展和更广泛应用，因此开发具有良好阻燃性能的纤维素纤维及其衍生产品是一项重要的研究任务。

早在上世纪的30年代，防火阻燃剂已开始被应用到纤维素纤维的阻燃处理上。这些阻燃剂主要是织物后整理阻燃剂，使用方便，但添加剂用量较多，且影响性能，增加成本，效果不能持久。

为了保持阻燃效果的持久，人们又发明了共混型阻燃剂，将阻燃剂直接加入到纺丝原液中并充分混合，可纺出高效耐久型粘胶纤维。如70年代后，兰精(Lenzing)公司生产的阻燃剂桑德佛兰母(Sandoflaml)5060，该阻燃剂的分子式为C₁₀H₂₀O₅P₂S₂，结构式是；

该阻燃剂是一种二硫代磷酸新戊二酯阻燃剂，熔点达到228～229℃，耐高温，性能优异，是一种很好的粘胶纤维阻燃剂。然而，由于技术封锁，兰精公司阻燃剂桑德佛兰母(Sandoflam)5060的生产技术至日前为止，仍然不为公众所知。

与国外相比，我国的阻燃粘胶纤维发展较晚，尚未形成生产能力，。在开发应用的广度和深度上都远远不够。国内阻燃粘胶纤维工业化规模已探索了共混法、浸涂法等，所用阻燃剂多为含磷或含卤的有机化合物。由天津工业大学申请的公开号为CN1563160A中国专利公开了“一种纤维素用阻燃剂及其制造方法”，该纤维素用阻燃剂分子式为C₁₂H₂₆O₄P₂S₂N₂，化学结构式为：

命名为1，2-二(2-硫代-5，5-二甲基-1，3，2-二氧磷杂环己-2-氨基)乙烷。

该纤维素用阻燃剂的制造方法是：先用摩尔比为1∶1的三氯硫磷(PSCL3)和新戊二醇在温度45-75℃与摩尔数为新戊二醇摩尔数的0.19～0.25倍的苯作为溶剂溶解的条件下，反应1.5-3h，之后用水洗涤所得产物，并蒸馏除苯，再用0.2倍苯摩尔数的石油醚重结晶，生成2-硫代-2-氯-5，5-二甲基-1，3，2-二氧磷杂环己烷，然后气流干燥24h；，再用摩尔比为2∶1干燥的2-硫代-2-氯-5，5-二甲基-1，3，2-二氧磷杂环己烷与乙二胺在温度10～30℃和2-硫代-2-氯-5，5-二甲基-1，3，2-二氧磷杂环己烷摩尔数的0.1～0.5摩尔的氯仿或四氯化碳溶解的条件下，反应3～5h，所得产物水洗，再用0.2倍氯仿或四氯化碳摩尔数的乙醚重结晶，尔后气流干燥24h，即可生成所述的阻燃剂：1，2-二(2-硫代-5，5-二甲基-1，3，2-二氧磷杂环己-2-氨基)乙烷。该阻燃剂熔点为291～292℃，高于桑德佛兰母(Sandoflam)5060阻燃剂的熔点，同样是耐高温阻燃剂。

CN1563160A公开的纤维素用阻燃剂制造方法，采用两步工艺过程，每步均还需24h的气流干燥，工艺复杂、过程长。

该制造过程中使用到苯。苯于1993年被世界卫生组织(WHO)确定为致癌物，苯是一种易燃而且毒性很高的物质。苯对中枢神经系统产生麻痹作用，引起急性中毒，重者会出现头痛、恶心、呕吐、神志模糊、知觉丧失、昏迷、抽搐等，严重者会因为中枢系统麻痹而死亡。少量苯也能使人产生睡意、头昏、心率加快、头痛、颤抖、意识混乱、神志不清等现象；长期接触苯会对血液造成极大伤害，引起慢性中毒；苯可以损害骨髓，使红血球、白细胞、血小板数量减少，并使染色体畸变，从而导致白血病，甚至出现再生障碍性贫血。

制造过程中使用到乙二胺，该化工原料售价达到每吨25000元，价格昂贵。综合所述各方面因素，采用CN1563160A公开的纤维素用阻燃剂制造方法所生产的阻燃剂成本高，每吨已超过50000元，接近进口产品兰精公司的桑德佛兰母(Sandoflam)5060阻燃剂的每吨60000元价格，已无生产的可行性。

发明内容