[发明专利]一种高密度大粒径二烷基次膦酸盐的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于阻燃剂合成领域，具体涉及一种高密度大粒径二烷基次膦酸盐的制备方法及其应用。

背景技术

塑料、橡胶、化纤等高分子材料由于质轻、价廉、耐酸碱腐蚀等特点而被广泛的应用于建筑行业、汽车工业、医疗卫生和家用电器领域。但高分子材料通常易燃或可燃，现实应用对其阻燃性能的要求越来越高。为了确保合成材料使用的安全性，并满足环境保护的要求，最有效的方法是在合成材料中加入无卤阻燃剂。

二烷基次膦酸盐已经被证明是一种高效的无卤阻燃剂而广泛应用于合成材料中，且该类阻燃产品具有用量小、机械性能好、色泽佳，烟密度低等特点，在电子电器工业中很具有应用前景。但通常使用的二烷基次膦酸盐类阻燃剂由于密度低，粒径小，容易造成该类阻燃剂在下料过程中扬尘，污染环境，而且会导致产品与树脂无法混合均匀，进而影响添加有该类阻燃剂的材料的机械性能。

为了解决上述问题，德国专利DE 0241376A1采用冲击压实的方法在一定程度上提高了二烷基次膦酸盐类阻燃剂的振实密度，但该法费时费力而难以被人们接受；德国专利DE 0241375A1通过熔融方法在很大程度上提高了二烷基次膦酸盐类阻燃剂的振实密度，但该法在产品中加入了大量的蜡和其它辅助物，不利于树脂的成型加工。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足， 本发明的一目的在于提供一种高密度大粒径的二烷基次膦酸盐的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高密度大粒径二烷基次膦酸盐的制备方法，包括如下步骤：

a）将金属化合物和水的混合物与强碱溶液搅拌混合成均相的金属化合物强碱溶液；

b）将搅拌混合成均相的金属化合物强碱溶液与二烷基次膦酸和/或二烷基次膦酸碱金属盐水溶液反应；

c）用酸中和，得到如式(Ⅰ)所示的的二烷基次膦酸金属盐；

其中，R¹，R²相同或不同，表示为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、环戊基、环己基或辛基；M为Mg、Ca、Al、Fe、Zn、Sb、Sn、Ge、Ti、Zr或Sr；m为2~4。

所述步骤a）中强碱溶液选自氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

所述步骤a）中强碱溶液的浓度为5%~90%，优选为20%~70%。

所述步骤a）中金属化合物选自硫酸铝、硝酸铝、氯化铝、乙酸铝、氧化铝、氢氧化铝、硫酸铁、硝酸铁、氯化铁、乙酸铁、硫酸镁、硝酸镁、氯化镁、乙酸镁、硫酸锌、硝酸锌、氯化锌、乙酸锌、硫酸钙、硝酸钙、氯化钙、乙酸钙的一种或几种混合物。

所述步骤a）中金属化合物和水的混合物中金属化合物的质量百分比为10%~100%，优选为20%~50%。

所述步骤a）中金属化合物和水的混合物与强碱溶液的摩尔比是1:1~1:10，优选为1:2~1:8。

所述步骤b）中二烷基次膦酸选自二甲基次膦酸、甲基乙基次膦酸、二乙基次膦酸、丁基乙基次膦酸、二丙基次膦酸、甲基丙基次膦酸、乙基丙基次膦酸、丙基丁基次膦酸、二丁基次膦酸的一种或几种混合物，优选为二甲基次膦酸、二乙基次膦酸或二丙基次膦酸。

所述步骤b）中二烷基次膦酸碱金属盐选自二甲基次膦酸钠、甲基乙基次膦酸钠、二乙基次膦酸钠、丁基乙基次膦酸钠、二丙基次膦酸钠、甲基丙基次膦酸钠、乙基丙基次膦酸钠、丙基丁基次膦酸钠、二丁基次膦酸钠的一种或几种混合物，优选为二甲基次膦酸钠、二乙基次膦酸钠或二丙基次膦酸钠。

本发明方法制备二烷基次膦酸金属盐过程中所用二烷基次膦酸和/或二烷基次膦酸碱金属盐均参照中国专利CN 102050835A合成得到。

所述步骤b）中二烷基次膦酸和/或二烷基次膦酸碱金属盐水溶液的质量浓度为10%~90%，优选为30%~70%。

所述步骤b）中金属化合物和水的混合物与二烷基次膦酸和/或二烷基次膦酸碱金属盐的摩尔比为10:1~1:101:10~10:1；优选为1:1~1:8。

所述步骤b）中搅拌混合成均相的金属化合物强碱溶液与二烷基次膦酸和/或二烷基次膦酸碱金属盐水溶液反应温度为0~150℃，优选为70~100℃。

所述步骤b）中搅拌混合成均相的金属化合物强碱溶液与二烷基次膦酸和/或二烷基次膦酸碱金属盐水溶液反应时间为0.1~10h，优选为0.1~3h。