有机磷系阻燃剂
本文介绍有机磷系阻燃剂。有机磷系阻燃剂包括磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸甲苯二苯酯、丙苯系磷酸酯、丁苯系磷酸酯。
有机磷系阻燃剂磷酸三苯酯是种含磷元素的化合物,可用作无卤环保型阻燃剂,用于溶解于有机溶剂。白色、无臭结晶粉末,微有潮解性;蒸汽压0.01kPa/20℃;闪点220℃;熔点47-53℃;沸点370℃;溶解性:不溶于水,微溶于醇,溶于苯、氯仿、丙酮,易溶于乙醚;相对密度(水=1):1.21;相对蒸汽密度(空气=1)9.42;稳定性:稳定;危险标记 :易燃,有毒,对环境有害。
物理性状:白色、无臭结晶粉末,不溶于水,遇潮气易水解生成游离酚、能溶于醇、醚、苯及丙酮等有机溶剂中,对紫外线有吸收作用。
产品用途
1、主要用作工程塑料及酚醛树脂积层板的阻燃增塑剂;
2、用作合成橡胶的柔软剂、制造磷酸三甲酯的原料等;
3、用作硝酸纤维素和醋酸纤维素、阻燃性增塑剂、耐火性溶剂、硝酸纤维素漆、合成树脂、屋顶用纸的浸润剂以及赛璐珞制造时的樟脑代用品等。
生产方法
三氯化磷间接法(冷法)和三氯氧磷直接法(热法)。
阻燃剂TCEP|磷酸三(2-氯乙基)酯产品工艺
工业制法有三种:三氯氧磷与氯乙醇反应;三氯化磷与氯乙醇反应再氧化;三氯氧磷与环氧乙烷反应(工业常用方法)。
1、三氯氧磷和环氧乙烷以偏钒酸钠为催化剂,在50℃反应,反应物经中和、水洗、真空脱水脱低沸物,即得成品。也可用氯乙醇做原料,与三氯氧磷或三氯化磷反应来制造磷酸三(2-氯乙基)酯。
2、将326 kg三氯氧磷和1.0 kg偏钒酸钠投入反应釜中。充氮驱尽反应釜中的空气,在真空下通入650 kg环氧乙烷,于45~50 ℃下搅拌2~3h。蒸出过量的环氧乙烷后加碱中和至中性,水洗,真空脱水。得成品。
3.将三氯氧磷和偏磷酸钠投入反应釜中。充氮驱尽空气,在真空下通入环氧乙烷,于45~50℃下搅拌2~3h。蒸出过量的环氧乙烷后加碱中和至中性,水洗,真空脱水得成品。
阻燃剂TCEP|磷酸三(2-氯乙基)酯用途:
1.阻燃剂TCEP具有极佳的阻燃性,优良的抗低温性及抗紫外线性,其蒸气只能在225℃以上用明火直接点燃方可燃烧,但移走火源则即刻自熄。以本品为阻燃剂不但可提高被阻燃材料的材料级别,而且可改善阻燃材料的耐水性、耐酸性、耐寒性及抗静电性。常用于阻燃以硝基纤维和醋酸纤维为基材的油漆涂料,不饱和聚酯、聚氨酯、丙烯酸酯、酚醛树脂等,也可用于软质聚氯乙烯的增塑阻燃剂。本品用于不饱和聚酯添加量为10%~20%,在聚氨酯硬泡沫塑料(以阻燃聚醚为原料)中可为10%左右,在软质聚氯乙烯中用作辅助增塑阻燃剂时为5%~10%。阻燃剂、铀、钍、钚、锝等稀有金属的分离溶剂或萃取剂。
2.本品广泛用于化纤织物、醋酸纤维素作阻燃剂,除具有自熄性外,还可改善耐水性、耐寒性及抗静电性。一般用量5~10份。本品为合成材料的优良阻燃剂,兼具有良好的增型作用,广泛用于醋酸纤维素、硝基纤维清漆、乙基纤维素、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯、酚醛树脂等,所制得的产品除具有自熄性外,还可改善制品的物理性能,制品手感柔软,也可称为石油添加剂和稀有元素的萃取剂,并且还是阻燃橡胶输送带的主要阻燃材料,一般添加量为5%~10%。
3.用作添加型卤代磷酸酯类阻燃剂和增塑剂。分子中同时含磷和氯,阻燃效果显著,不易挥发及水解,对紫外线稳定性好。适用于酚醛树脂、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯等。也用作硝酸纤维素涂料的阻燃剂、聚氯乙烯阻燃性增塑剂、金属萃取剂、汽油添加剂及聚酰亚胺加工助剂等。能够改善耐水性、耐候性、耐寒性、抗静电性。参考用量5%~20%.
1.冷法 将苯酚溶解在吡啶和无水苯溶剂中,然后于40℃下滴加三氯化磷生成亚磷酸三苯酯,继续在70℃下通入氯气生成二氯代磷酸三苯酸,再于80℃下进行水解生成磷酸三苯酯。水解物经水洗、碱中和、浓缩后进行减压蒸馏得成品; (精制方法:常含有苯酚、磷酸和酸性磷酸苯酯等杂质。用乙醇或乙醇与溶剂汽油的混合液进行重结晶精制。)
2.热法 将苯酚溶解在吡啶和无水苯溶剂中,在不超过10℃以下,缓缓加入三氯氧磷,然后在回流温度下反应3-4h,冷却至室温后,反应物经水洗回收吡啶,用无水硫酸钠脱水,过滤除硫酸钠,常压下蒸馏回收苯;减压蒸馏收集243-245℃/1.47kPa的馏分,经冷却、结晶、粉碎即得成品。
储运方法
1、运输注意事项:起运时包装要完整,装载应稳妥。运输过程中要确保容器不泄漏、不倒塌、不坠落、不损坏。严禁与氧化剂等混装混运。运输途中应防曝晒、雨淋,防高温;
2、储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与氧化剂分开存放,切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。
磷酸三甲苯酯,分子式:C21H21O4P,无色或淡黄色的透明油状液体。不溶于水,溶于乙醇、苯等多数有机溶剂。可由固载杂多酸盐催化合成法或三氯化磷间接法(冷法)制备,是现代工业上一种重要的化工原料,主要用于塑料增塑剂和喷漆增塑剂。
固载杂多酸盐催化合成法:
(1)固载杂多酸盐催化剂的制备:取一定量的TiCl4,加入12%氨水调至pH值为7-8,沉淀,经抽滤和洗涤至用0.1mol/LAgNO3检查Cl离子为止,烘干。将上述原料与一定量的经过预热处理的H4SiW12O40·ηH2O反应1.5h,整个过程溶液保持近沸状态,缓慢蒸除水分,烘干,得到组成为TiSiW12O40/TiO2的催化剂。
(2)合成:在反应器中加入定量混合甲酚,制备好的TiSiW12O40/TiO2催化剂(原料总量的1.0%),搅拌,加热至60℃开始滴加三氯氧磷,约1h内加完。升温至100℃继续反应,控制湿度在100-120℃待基本无HCI放出,反应约8h。过滤出催化剂,然后减压蒸馏去前馏分得产品,产率约85.5%。
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