磷酸酯化合物阻燃剂
国内对磷酸酯化合物阻燃剂进行了研究,合成出的磷酸酯化合物阻燃剂有N,N-对苯二胺基(2-羟基)二苄基膦酸四乙酯、甲基膦酸二甲酯(DMMP),其中DMMP是近年开发出来的一种添加型阻燃剂。
磷酸酯化合物阻燃剂是很有发展前途的一种阻燃剂,由于磷酸酯化合物阻燃剂分子中存在C-P键,产品Pyrovatex为N-羟甲基丙酰胺类甲基磷酸酯,Antiblaze为环中磷酸酯。
DMMP是以亚膦酸三甲酯为原料,在催化剂作用下发生异构化反应,经过分子重排制得。DMMP最显著的特点是含磷量高达25%,阻燃效果非常好,添加量为常用阻燃剂的一半时就能发挥同样的功效。
氧化膦的水解稳定性优于磷酸酯,是一种稳定性极高的有机膦化合物,可用作聚酯的阻燃剂,阻燃聚酯色泽好,机械性能好。
该类阻燃剂分为两大类,一类是添加性,另一类是反应性。近年来人们在高相对分子量的均聚物中引入三芳基氧化膦单体,制备阻燃型工程塑料已经成为研究的热点。用含有活性官能团的氧化膦单体掺入共聚,可以制造阻燃聚酯、聚碳酸酯、环氧树脂和聚氨酯等,通过反应将含磷单体结合到合成材料的分子链上,赋予材料永久的阻燃性,而且不会渗出。
间苯二酚双(二苯磷酸酯)是高分子量有机膦系阻燃剂,表观为清澈液体;它磷含量高,磷含量为10.8%。具有高阻燃性,低添加量,对成品物性影响小的特点。它具有阻燃和增塑双重功能,可使阻燃剂完全实现无卤化、改善塑料成型中的流动加工性能和降低烧蚀,改善热老化性能,提高热变形温度,并可抑制燃烧后的残余物。
使用时,间苯二酚双(二苯磷酸酯)一般单独使用,不需要和其它阻燃剂配合,主要用于一些高功能的苯乙烯系共聚物,如PPO/HIPS和PC/ABS等。阻燃PPO/HIPS时,用量在11%左右,氧指数达到37%,UL94级别(1.6mm)达到V-O及级。阻燃PC/ABS合金时,和PC/ABS两者的比例有关,用量一般在6%~10%之间。氧指数达到29%,UL94级别(1.6mm)达到V-O及级。
目前,国内许多阻燃剂厂商和科研单位在间苯二酚双(二苯磷酸酯)工业化生产方面作了很多研究,并进行了小批量的时试生产。但市场上成熟的产品不多。
阻燃剂TCP 磷酸三甲苯酯 产品工艺
(一)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H4S iW12O40·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%.
(二)三氯化磷间接法(冷法)混合甲酚和三氯化磷在15-20℃下反应,生成亚磷酸三甲苯酯,然后在60-70℃通入氯气,生成二氯代亚磷酸三甲苯酯,再于50℃下进行水解,而生成磷酸三甲苯酯.最后经水洗、中和、蒸发脱水和减压蒸馏,截取340-360℃kPa)馏分作为成品.
精制方法:异构体分离困难,一般仅用减压蒸馏除去异构体以外的杂质.
阻燃剂TCP 磷酸三甲苯酯的用途:
1.本品为阻燃性增塑剂。与许多纤维素树脂、乙烯基树脂、聚苯乙烯、合成橡胶相容,尤其与聚氯乙烯相容性极好,且可作为相容性差的助剂媒介,改善与树脂的相容性。本品有很好的相容性、阻燃性、防霉性、耐磨性、耐污染性、耐候性、耐辐射性和电气性能。本品用于油漆,可增加漆膜的柔韧性。本品还用于合成橡胶及黏胶纤维作为增塑剂。
2.用作难燃性增塑剂,用于聚氯乙烯制品如电缆料、人造革、运输带、薄板、地板料等。还用于氯丁橡胶和粘胶纤维。此外,磷酸三甲苯酯还用作防水剂、润滑剂和硝酸纤维素的耐燃性溶剂。
3.用作塑料增塑剂、喷漆增塑剂。
新型膦菲类阻燃剂中间体DOPO
化学名称:9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物
简称:DOPO(DOP)
分子式:C12H9O2P
CAS:35948-25-5
分子量:216
质量指标:
外观:白色片状/颗粒
含量:≥98.5%(HPLC)
熔点:117-121℃
氯含量:≤200(ppm)
磷含量:≥14%
溶解性:易溶于甲醇、乙醇、氯仿、二甲基甲酰胺、二氧氯环。可溶于苯、不溶于水、己烷。
性能及用途:DOPO是新型阻燃剂中间体。其结构中含有P-H键,对烯烃、环氧键和羰基极具活性,可反应生成许多衍生物。DOPO及其衍生物由于分子结构中含有联苯环和菲环结构,特别是侧磷基团以环状O=P-O键的方式引入,比一般的、未成环的有机磷酸酯热稳定性和化学稳定性高,阻燃性能更好。
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