[发明专利]一种有机亚膦酸盐阻燃剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及一种有机亚膦酸盐阻燃剂及其制备方法。

背景技术

溴系阻燃剂具有优异的性价比，被广泛的应用于各种工程塑料中，但其带来的对环境及人体健康的危害却不可忽视，日益被各种环保无卤的阻燃剂所取代，有机膦系阻燃剂被认为是替代溴系阻燃剂的最有前景的阻燃剂之一。

有机膦酸盐阻燃剂兼具磷系阻燃剂气相和凝聚相的阻燃作用和金属阳离子的抑烟功能，热稳定性好，用量少，阻燃效率高，色泽佳，烟密度低，机械性能好，CTI(相比漏电起痕指数）较高（600V)等优点，在电气工业中很具应用前景，特别适用于薄壁电子元器件、透明制片及薄膜。

现有技术中，中国专利CN201010217750公开了一种烷基次膦酸盐聚合物的制备方法，该方法在引发剂作用下依次由炔烃和烯烃与次磷酸（盐）通过自由基加成法生成烷基次膦酸盐聚合物，再和铝盐等发生复分解反应生成聚合烷基次膦酸铝等，该工艺需要在较高的温度和压力下反应，对生产的安全性要求较高，能耗也较大，2步自由基加成反应不易控制，产物纯度较低；专利CN201010613835公开了一种二烷基次膦酸盐的制备方法，该方法采用格氏试剂与亚磷酸二乙酯反应生成二烷基氧化磷，再与氧化剂反应并酸化后得到二烷基次膦酸盐，该方法使用格氏试剂为原料，操作危险，工艺复杂，而且会得到单烷基亚膦酸、二烷基次膦酸、次磷酸等混合体系，副产物较多，不易分离，产率及纯度都很低；专利CN98811622、CN98811626、CN98811627、CN200410104692等公开了次磷酸（盐）溶液在酸性介质中，自由基引发与乙烯反应制备二烷基次膦酸盐的方法，该方法存在以下缺陷：会生成单烷基次膦酸盐副产物，自由基容易淬灭失活导致反应速度降低，反应压力较高，对设备及安全性要求较高，溶剂回收利用困难，能耗较大。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种有机亚膦酸盐阻燃剂。

本发明的另一目的在于提供上述阻燃剂的制备方法。

技术方案：为了达到上述发明目的，本发明具体是这样来实现的：一种有机亚膦酸盐阻燃剂，该阻燃剂为如式（I）所示的一类化合物：

其中M为Mg、Al、Fe、Zn、Ca、Sn等金属离子中任一种，x=2～4。

所述的有机亚膦酸盐阻燃剂，其制备包括以下步骤：

（1）将亚磷酸二甲酯投入干燥的反应釜中，开启搅拌，然后向反应釜中边滴加催化剂边通入炔烃或者二烯烃气体，保持釜内压力0～0.6MPa，反应温度控制在0～100℃，当通入的气体量达到亚磷酸二甲酯摩尔量的一半时，关闭气源，保温反应1～2小时；

（2）将步骤（1）所得的物料转移至水解釜中，加入物料1～10倍重量的水，搅拌并升温至100～110℃水解，保温反应1～2小时，将水解产物中的甲醇经过精馏塔提纯后另外收集；

（3）水解完毕，将物料降至20℃以下并转移至中和釜中，升温至20～100℃，然后滴加金属盐水溶液，有白色固体析出，经过滤、水洗、干燥得到有机亚膦酸盐成品。

该阻燃剂制备步骤（1）中，所述炔烃为乙炔、丙炔或丁炔，所述二烯烃为1，3-丁二烯，所述催化剂为有机碱或无机碱，优选为三乙胺、甲醇钠、氢氧化钠、碳酸钠。

该阻燃剂制备步骤（2）中，水解采用蒸汽冲蒸精馏甲醇法或回流精馏甲醇法。

该阻燃剂制备步骤（3）中，所述的金属盐水溶液为Mg、Al、Fe、Zn、Ca、Sn等金属离子中任一种的水溶液。

制备上述有机亚膦酸盐阻燃剂的方法，包括以下步骤：

（1）将亚磷酸二甲酯投入干燥的反应釜中，开启搅拌，然后向反应釜中边滴加催化剂边通入炔烃或者二烯烃气体，保持釜内压力0～0.6MPa，反应温度控制在0～100℃，当通入的气体量达到亚磷酸二甲酯摩尔量的一半时，关闭气源，保温反应1～2小时；

（2）将步骤（1）所得的物料转移至水解釜中，加入物料1～10倍重量的水，搅拌并升温至100～110℃水解，保温反应1～2小时，将水解产物中的甲醇经过精馏塔提纯后另外收集；

（3）水解完毕，将物料降至20℃以下并转移至中和釜中，升温至20～100℃，然后滴加金属盐水溶液，有白色固体析出，经过滤、水洗、干燥得到有机亚膦酸盐成品。

其中，步骤（1）中，所述炔烃为乙炔、丙炔或丁炔，所述二烯烃为1，3-丁二烯，所述催化剂为有机碱或无机碱，优选为三乙胺、甲醇钠、氢氧化钠、碳酸钠。