阻燃剂氯化螺环磷酸酯的合成及应用

本文以三氯氧磷和季戊四醇为原料合成了一种可与－ＯＨ、－ＮＨ_２＝Ｃ－Ｃ－等基团反应的双官能团阻燃剂，对其合成条件、性质及应用进行了讨论。     

氯化螺环磷酸酯的合成及其阻燃性能研究

采用三氯氧磷、季戊四醇、二氯甲烷等制备了氯化螺环磷酸酯阻燃剂。对合成物进行了傅立叶红外光谱分析,确定合成物为所需物质,即3,9-二氯-2,4,8,10-四氧代-3,9二磷螺环-3,9-二氧[5,5]十一烷。通过膨胀性能、热失重、氧指数测试研究了阻燃剂的阻燃性能。结果表明,氯化螺环磷酸酯阻燃剂具有较好的膨胀阻燃性能,经过马弗炉燃烧后,阻燃剂体积膨胀了27倍,并且形成了致密、封闭的焦化炭层;经热重分析800℃残炭量达到16%;经氧指数仪测试,质量分数为10%的阻燃剂处理毛白杨木材,氧指数值达到36%,与素材相比提高了18%。     

阻燃剂季戊四醇螺环磷酸酯的合成

以季戊四醇、三氯氧磷为原料,合成了季戊四醇二磷酸酯二磷酰氯,再与对甲酚反应合成了阻燃剂季戊四醇螺环磷酸酯。探讨了原料配比、反应时间、反应温度对中间体和阻燃剂收率的影响,结果表明:110℃的条件下,原料配比为1∶5,反应6 h时,中间体收率可达64. 7%;在中间体配比为1∶2时,反应温度为80℃、反应时间为5 h时,阻燃剂收率可达74. 9%。熔点测试表明:阻燃剂熔点高于中间体。并对阻燃剂进行了红外结构测试。     

氯化螺环磷酸酯的催化合成

以三氯氧磷、季戊四醇为原料,三氯化铝为催化剂,合成了氯化螺环磷酸酯。当ｎ（季戊四醇）：ｎ（三氯氧磷）：ｎ（三氯化铝）＝１：５．５：０．０６时,反应时间为９ｈ,反应温度为５０℃时,产率约为８０％。和国内外报道的方法相比,产率相同,但反应温度从１００℃降到了５０℃,反应时间缩短了一半。     

螺环季戊四醇磷酸酯阻燃剂的合成与表征

螺环季戊四醇磷酸酯磷含量高、热稳定性好,且由于其分子中含有羟基,可作为反应型阻燃剂来使用。本文采用三氯化磷和季戊四醇反应制得螺环季戊四醇磷酸酯。通过实验得到适宜的合成条件:以氯苯为溶剂,制得中间体二磷杂螺环十一烷。中间体制备时三氯化磷和季戊四醇的摩尔比为3:1,反应先进行至60℃时,保温1 h,反应平稳后继续升温至80℃。中间体与适当过量的苯乙酮反应后,在62～67℃下滴加甲酸到反应体系中,产率达80%。     

阻燃剂中间体氯化螺环磷酸酯的合成改进

以三氯氧磷、季戊四醇为原料,二氯甲烷为溶剂,合成了氯化螺环磷酸酯.与美国专利报道的合成方法比较,在产率相同的情况下,所用三氯氧磷的用量减少了3倍,反应的温度由100℃降低到50℃,反应时间缩短了4倍,降低了反应成本,收率及质量稳定.     

氯化螺环磷酸酯-双酚A共聚物阻燃剂的研究

以氯化螺环磷酸酯和双酚A为原料,乙腈为溶剂,三乙胺为缚酸剂和催化剂,在回流条件下反应6h合成了氯化螺环磷酸酯-双酚A共聚物,收率83 3%。采用红外光谱、热分析和示差扫描量热法对产物的结构进行了表征。将阻燃剂应用于聚丙烯阻燃处理,结果表明,磷质量分数每增加1%可以使氧指数提高3 4%,而溴质量分数每增加1%仅使氧指数提高0 5%1 14%,说明共聚物对聚丙烯有较好的阻燃效果,其原因可能是共聚物挥发性低,可较长时间保留于聚丙烯中发挥凝聚相阻燃效能。     

反应型阻燃剂双螺环的催化合成和应用研究

以三氯氧磷(POCl3)、季戊四醇为原料,三氯化铝(AlCl3)为催化剂,甲苯/乙腈(质量比2/1)混合物为溶剂合成了双螺环(氯化螺环磷酸酯)。当n(AlCl3)∶n(POCl3)∶n(季戊四醇)=0.015∶2.1∶1,m(溶剂)∶m(季戊四醇)=3∶1,反应时间为8h,反应温度为75℃时,双螺环产率约为93%。与国内外报道的方法相比,产率明显提高。同时在此基础上进行了双螺环的应用研究。     

含氮笼状磷酸酯阻燃剂合成工艺研究

以季戊四醇、三氯氧磷、对硝基苯酚为原料，合成了新型磷-氮系阻燃剂——(2，6，7-三氧杂-1-氧代-1-磷杂双环[2．2．2]辛烷-4-亚甲基)二(4-硝基苯基)磷酸酯，合成收率74％。并用IR、^1HNMR和元素分析对其结构进行了初步表征。做了其在环氧树脂E-44中的初步阻燃实验。     

季戊四醇双磷酸酯二磷酰氯缩三聚氰铵的合成

以三氯氧磷,季戊四醇和三聚氰胺为原料合成了一种新型含氮、磷和氯的阻烧剂：季戊四醇双磷酸酯二磷酰氯缩三聚氰胺。并研究了反应物配比,反应温度,反应时间,以及其它因素对产品收率的影响。结果发现适宜条件为：第一步反应：三氯氧磷／季戊四醇摩尔比为2.1：1,反应温度为50℃,时间为6h。第二步反应：三聚氰胺为氮源,三乙胺为缚酸剂,反应温度40℃,时间10h,产品收率86.6％。     

磷酸三(2,3-二溴丙)酯的合成工艺研究

研究了磷溴协效阻燃荆磷酸三（2,3-二溴丙）酯的合成新方法,并探讨了反应温度、溶剂等对产品收率的影响,得到了优化的合成工艺。在5℃以下向丙烯醇中滴加溴素,之后在20～25℃下保温1．5h得到2,3-二溴丙醇;再以三氧化铝、硫酸钛按1：1混合做复合催化剂,将2,3-二溴丙醇在O℃时滴加至三氯氧磷中,再升温至35～40℃反应2．5～3h,产品收率达89．5％以上。     

含磷尼龙66界面缩合及阻燃性能研究

用己二胺、己二酸及双功能团的氯化螺环磷酸酯经界面缩合制得含磷尼龙 66。燃烧试验表明 ,该产物具有难燃、易自熄、不产生浓烟和熔滴等特性。     

液相法合成阻燃剂二溴新戊二醇

以氢澳酸与季戊四醇进行澳代反应利取二溴新戊二醇，考察反应物配比、催化剂用量、催化剂种类、保温时间等因素对产率的影响。确定最优合成条件为：季戊四醇：氢澳酸为1：2．7；催化剂用量为3％；冰乙酸；硫酸二甲酯为1：2；保温时间为8h，产率达80％左右。并通过熔点、红外分析测试手段对合成的产物进行表征。     

季戊四醇二磷酸酯蜜胺盐的合成新方法

采用非溶剂法经过二步反应合成了膨胀型阻燃剂季戊四醇二磷酸酯蜜胺盐 ( PDM) ,首先三氯氧磷和季戊四醇反应得到季戊四醇二磷酸酯二磷酰氯 ( PDD) ,然后 PDD再与水、蜜胺反应 ,制备得到 PDM。在第一步反应中 ,当 n(三氯氧磷 )∶n(季戊四醇 ) =6∶ 1 ,在 60°C反应 1 h,再回流 1 0h,PDD的收率为 82 .3%。在第二步反应中 ,当 n( PDD)∶n(蜜胺 ) =1 .1∶ 2 ,回流时间为 2 h时 ,PDM的收率为 79     

5,5-二甲基-2-磷杂-1,3-二噁烷-2-基丙烯酰胺甲氧基磷酸酯的合成

以新戊二醇、三氯氧磷及N-羟甲基丙烯酰胺为原料,在三乙胺作为缚酸剂、氯化亚铜作催化剂的条件下,合成了新型膨胀型阻燃剂5,5-二甲基-2-磷杂-1,3-二噁烷-2-基丙烯酰胺甲氧基磷酸酯,采用元素分析、FT-IR、1HNMR等分析测试技术对其结构进行了表征。当n(N-羟甲基丙烯酰胺)∶n(三乙胺)=1∶1,CuCl占N-羟甲基丙烯酰胺质量分数1.5%时,先冰水浴反应2 h,再室温反应10 h,产物产率达到75.3%。并利用TG、DSC热分析技术对该化合物的热性能进行了分析。TG曲线显示其初始分解温度是210℃,800℃时残炭率约40%,说明该化合物具有较好的热稳定性和成炭性。     

有机膨胀型氮磷阻燃剂的合成及应用研究

以双酚A、三氯氧磷和三聚氰胺为原料,通过两步反应合成了膨胀型阻燃剂双酚A双磷酸三聚氰胺盐。采用单因素法确定了最佳合成工艺：第一步反应最佳条件是三氯氧磷/双酚A摩尔比2.2、反应温度70 ℃、反应时间5 h;第二步反应最佳条件是中间体/三聚氰胺摩尔比1/2、反应温度100 ℃、反应时间3 h;产品收率达到87.6 %。采用极限氧指数法和垂直燃烧法测试了该阻燃剂阻燃聚丙烯材料的燃烧性能。结果表明,当15 %的双酚A双磷酸三聚氰胺盐与5 %的聚磷酸铵复配后时,阻燃聚丙烯的极限氧指数达到33 %,垂直燃烧性能达到V-0级。     

无卤高阻燃共聚酯的合成与应用

以自制的含双官能团的DCF-5为共聚型含磷阻燃剂,在自制助催化剂及防滴落剂的作用下合成无卤高阻燃共聚酯。磷含量、阻燃性能及环保性能测试结果表明:该产品磷含量超过1.7%,极限氧指数高达56%,阻燃等级完全达到V-0级,并通过了SGS公司卤素及RoHS测试。此外,重点阐述了该阻燃聚酯产品在下游各领域实际应用中取得的重大突破和技术优势。