[发明专利]具有笼型结构的磷酸酯稀土盐及其合成方法与应用

权利要求书

1.一种具有笼型结构的磷酸酯稀土盐，其特征在于：所述具有笼型结构的磷酸酯稀土盐的化学结构式如式I所示：

(式I)

其中，Re为镧系轻稀土元素；n为3或4；n为3时，m为1或2，n为4时，m为1或2或3。

2.根据权利要求1所述的具有笼型结构的磷酸酯稀土盐，其特征在于：所述镧系轻稀土元素为镧(La)、铈(Ce)、钪(Sc)、钇(Y)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)等镧系稀土元素，优选镧(La)、铈(Ce)。

3.一种权利要求1或2所述具有笼型结构的磷酸酯稀土盐的化学合成方法，包括以下步骤：

1)将1-氧基磷杂-4-羟甲基-2，6，7-三氧杂双[2，2，2]辛烷(即季戊四醇磷酸酯，PEPA)、三氯氧磷、有机溶剂、催化剂加入到带有加热和搅拌装置的反应器中，然后缓慢升温，升温至一定温度，保温反应；反应结束后，降温冷却，经过滤、洗涤、干燥处理，得到中间产物；

2)将第一步反应的中间产物、氯化稀土和一定量水加入到带有加热和搅拌装置的反应器中，升温至一定温度，保温反应；反应结束后，降温冷却，经过滤、洗涤、干燥处理，得到最终产物。

4.根据权利要求3所述的化学合成方法，其特征在于：所述步骤1)第一步反应中的有机溶剂选自乙腈、石油醚、二氧六环或氯仿中的一种，季戊四醇磷酸酯和有机溶剂的质量比为1∶2～9；催化剂选自氯化铝、氯化镁、氯化钛、氯化锌中的一种或几种，用量为季戊四醇磷酸酯质量的0.2～3％(质量百分比)。

5.根据权利要求3所述的化学合成方法，其特征在于：所述步骤1)第一步反应中PEPA和三氯氧磷的摩尔比为2.0～2.2∶1。

6.根据权利要求3所述的化学合成方法，其特征在于：所述步骤1)第一步反应中的反应温度为60～120℃，反应时间为2～6小时。

7.根据权利要求3所述的化学合成方法，其特征在于：所述步骤2)第二步反应中中间产物和氯化稀土的摩尔比为1～4∶1。

8.根据权利要求3所述的化学合成方法，其特征在于：所述步骤2)第二步反应中的反应温度为90～100℃，反应时间为1～3小时。

9.根据权利要求3所述的化学合成方法，其特征在于：所述步骤2)第二步反应中所述中间产物和水的用量质量比为1∶2～9。

10.权利要求1或2所述具有笼型结构的磷酸酯稀土盐在制备塑料制品中的应用，其特征在于，将所述具有笼型结构的磷酸酯稀土盐粉碎至大于等于1250目，按质量百分比6～20wt％的量作为阻燃剂加入聚烯烃(PE、PP、PVC等)或工程塑料(PA66、PET、PBT等)原料中，再加上1～8wt％辅助阻燃剂(如三氧化二锑、硼酸锌、三聚氰胺聚磷酸盐等)，混合后经双螺杆挤出造粒，再经塑料加工机械(如注塑机等)成型得到塑料制品。