[发明专利]一种N-P膨胀性油状玻璃钢阻燃剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃剂的制备方法，具体说，是一种N-P膨胀性油状玻璃钢阻燃剂的制备方法

背景技术

有机卤系阻燃剂由于对环境的污染太过于严重，构成雾霾天气重要的危害因素，新型阻燃剂成为人们研究是热点，其中甲基膦酸二甲酯（DMMP）是一种新型的磷系环保阻燃剂，阻燃性、水溶性和相容性良好等优点，因此，受到人们的青睐，被广泛的应用于各种高分子材料的阻燃处理中。制品添加了DMMP后，自熄性、塑性、耐低温性、紫外线稳定性、排水性及抗静电性等均优于其他常见阻燃剂。然而目前在国内，DMMP的工业化生产并没有得到很好的实现，其原因主要是合成条件及工艺太苛刻，原料成本过高。关于DMMP的合成，目前主要合成路径有三种：

1、以HP(O)(OCH₃)₂为原料合成

这两种合成路径在反应过程中均用到剧毒物品氰化物，不仅对操作和防护不利，而且还使得产物的提纯非常好困难。

2、热裂解法

MeO₂CCI+P(OCH₃)₃——MeO₂P(O)Me

此种方法步骤繁多，工艺复杂，而且产品的分离困难，收率较低，很难实现工业化。

3、异构化法

异构化法合成DMMP的反应机理是由亚磷酸脂合成磷碳键Michaelis-Arbuzov反应，熟悉的阿尔布佐夫重排。阿尔布佐夫重排反应过程中需要使用碘甲烷作为催化剂，然而由于碘甲烷的毒性较大，而且成本又较高，一次大大的限制了此种方法的工业化生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种无卤阻燃剂N-P膨胀性油状玻璃钢阻燃剂的制备方法，采用一种新的制备工艺与原料，该工艺没有废水、废渣、废气排放，工艺简单易操作，原料价廉，大大节约了生产成本，生产过程环保，有利于工业化生产。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种N-P膨胀性油状玻璃钢阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：

1）在反应釜中加入浓磷酸，加温并搅拌，温度控制在30℃-70℃，加入催化剂柠檬酸，待催化剂溶解后再加入多元醇，升温，在100℃-150℃进行酯化反应，反应1-2小时;

2）酯化反应完成后加入催化剂，待催化剂溶解后加入尿素，升温，在160℃-220℃进行缩合反应，反应1.5-2.0小时，冷却后得到淡黄色固体；

3）按照淡黄色固体与水质量比为100：（15-20）加入水，加热融化得到红褐色油状的液态阻燃剂。

所述浓磷酸、多元醇、尿素的用量摩尔比为2.0-2.5:1:2.0-3.0。

所述多元醇为季戊四醇、双季戊四醇、三季戊四醇或新戊二醇中的一种。

所述步骤1）的催化剂柠檬酸的用量为酯化反应总质量的1%-3%。

所述步骤2）中的催化剂为苯磺酸、对甲基苯磺酸或十二烷基苯磺酸中的一种，其用量为参加反应物质的总质量的0.20%-0.3%。

本发明的有益效果是：本发明使用原料廉价易得，成本低，收率高适用于大规模生产；合成条件与工艺简单，利于操作和防护，生产过程环保，容易实现工业化生产。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

本发明的N-P膨胀性油状玻璃钢阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：

1）在反应釜中加入浓磷酸，加温并搅拌，温度控制在30℃-70℃，加入催化剂柠檬酸，待催化剂溶解后再加入多元醇，升温，在100℃-150℃进行酯化反应，反应1-2小时;

2）酯化反应完成后加入催化剂，待催化剂溶解后加入尿素，升温，在160℃-220℃进行缩合反应，反应1.5-2.0小时，冷却后得到淡黄色固体；

3）按照淡黄色固体与水质量比为100：（15-20）加入水，加热融化得到红褐色油状的液态阻燃剂。

所述浓磷酸、多元醇、尿素的用量摩尔比为2.0-2.5:1:2.0-3.0。

所述多元醇为季戊四醇、双季戊四醇、三季戊四醇或新戊二醇中的一种。

所述步骤1）的催化剂柠檬酸的用量为酯化反应总质量的1%-3%。

所述步骤2）中的催化剂为苯磺酸、对甲基苯磺酸或十二烷基苯磺酸中的一种，其用量为参加反应物质的总质量的0.20%-0.3%。