[发明专利]一种聚丙烯基二甲基磷酸酯阻燃剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磷系阻燃剂及其制备方法，进一步的是一种聚丙烯基二甲基磷酸酯阻燃剂及其制备方法。

背景技术

现有卤系阻燃剂的阻燃效果较好，添加量少，但是它燃烧时放出大量的有毒气体、烟雾大、污染环境，影响人们的健康。因此，不含卤素的阻燃剂是目前研究的热点。现有磷酸酯类阻燃剂可代替卤系阻燃剂，使阻燃完全实现无卤化，如公开号为：CN1958936A的“一种纺织品阻燃剂及其制备与应用”，该专利发明了一类含有乙烯基官能团的磷酸酯阻燃剂，是单分子阻燃剂，是通过化学引发、电子辐照、等离子体引发的方法对纺织品进行阻燃处理。但是，单分子阻燃剂在引发剂引发时易发生自聚反应，增加了单体的添加量，造成了浪费，因此，将上述单分子阻燃剂以一定的方式聚合，形成大分子聚磷酸酯，不但提高了阻燃效果，还可以提高其热稳定性。

再如，公开号为：CN1958936A的“一种聚合物型含磷阻燃剂及其制备方法及应用”，该阻燃剂的通式为：

其中，n=5~8的整数，该阻燃剂分子量在900~1400之间。虽然该阻燃剂的阻燃效果较好，但是阻燃剂的合成需要在反应釜中进行，并需源源不断的通入氮气防止氧化，还要用无水AlCl₃作催化剂，过程复杂，反应条件比较苛刻。

发明内容

为了克服上述现有阻燃剂存在的不足，本发明提供一种无卤环保、热稳定性好、阻燃效率高，合成方法简便的一种聚丙烯基二甲基磷酸酯阻燃剂及其制备方法。

本发明所提供的一种聚丙烯基二甲基磷酸酯阻燃剂，具有如下结构式：

   

其中，n=5~20的整数，分子量在 800~3500之间，磷含量≥18%。

本发明所提供的一种聚丙烯基二甲基磷酸酯阻燃剂的制备方法，该方法是将丙烯醇和三氯氧磷反应，以三乙胺或者吡啶作缚酸剂，在0℃条件下，搅拌反应6小时，后滴加甲醇和三乙胺混合液，再反应3~6小时，抽滤、蒸发得到丙烯基二甲基磷酸酯单体；再将丙烯基二甲基磷酸酯单体和过硫酸钾在水溶液或乳液中反应，反应质量比为丙烯基二甲基磷酸酯单体：过硫酸钾：司班—60：去离子水=40~45：2~10：0~10：40~45，调节pH值为5~7，微波辐射，功率为：220~700W，控制温度为：65~95℃，反应时间为：3 ~ 10分钟，抽滤得滤液，分离除去上层清液，然后蒸馏制得聚丙烯基二甲基磷酸酯阻燃剂。其具体方法是按下列步骤进行的：

（1）在反应釜中加入乙醚和三氯氧磷，其摩尔比为4：1，乙醚为溶剂；

（2）再在反应釜中滴加摩尔比为1：1的丙烯醇和三乙胺混合液，搅拌反应6小时，控制温度为0℃，反应后滴加甲醇与三乙胺的混合液，再反应3小时；静置12小时，抽滤得到滤液，在50~70℃旋转蒸发得到丙烯基二甲基磷酸酯；

（3）将丙烯基二甲基磷酸酯、过硫酸钾、司班-60、去离子水按质量比为40~45：2~10：0~10：40~45的比例配制成反应溶液，在水浴或乳液中经微波辐射，功率为：220~700W，控制温度为：65~95℃，pH值调为：5~7，反应时间为：3~10分钟；

    （4）反应后抽滤，分离，除去上层清液，后蒸馏制得聚丙烯基二甲基磷酸酯阻燃剂。

本发明所提供的一种聚丙烯基二甲基磷酸酯阻燃剂及其制备方法，与现有技术相比，聚丙烯基二甲基磷酸酯阻燃剂的含磷量较高，最高含磷量达到了18.7%，含磷量越高，阻燃效果越好，阻燃效率也越高；同时也不含卤素，在燃烧时不产生有毒气体，安全无毒。本发明所述方法采用过硫酸盐作引发剂，该引发剂安全无毒，无环境污染，使得整个合成过程中无游离甲醛释放，制得阻燃剂适用于麻、丝等纤维和塑料的阻燃整理，而且具有良好的持久的阻燃效果。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作出说明：

具体实施方式一

实施本发明一种聚丙烯基二甲基磷酸酯阻燃剂的制备方法，该方法是将丙烯醇和三氯氧磷反应，乙醚或者乙酸乙酯为溶剂，以三乙胺或者吡啶作缚酸剂，在0℃条件下，搅拌反应6小时，后滴加甲醇和三乙胺混合液，再反应3小时，抽滤、蒸发得到丙烯基二甲基磷酸酯单体；再将丙烯基二甲基磷酸酯单体和过硫酸钾在水溶液或乳液中反应，反应质量比为丙烯基二甲基磷酸酯单体：过硫酸钾：司班—60：去离子水=40~45：2~10：0~10：40~45，调节pH值为5~7，微波辐射，功率为：220~700W，控制温度为：65~95℃，反应时间为：3~10分钟，抽滤得滤液，分离除去上层清液，然后蒸馏制得聚丙烯基二甲基磷酸酯阻燃剂。

具体实施方式二