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Patent Searching and Data


Title:
MONOALKYL/DIALKYL PHOSPHINATES AND PREPARATION METHOD THEREFOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/134874
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a preparation method for monoalkyl/dialkyl phosphinates, comprising the following steps: using an organic solvent and water as reaction media, a phosphinate is reacted with olefin I under the effect of initiator I at a temperature between 70°C and 90°C to acquire the monoalkyl phosphinate, and, heated to a temperature between 90°C and 110°C, the monoalkyl phosphinate is reacted with olefin II under the effect of initiator II to acquire the dialkyl phosphinate; or, using the organic solvent and water as reaction media, the phosphinate is reacted with olefin III under the effect of initiator III at a temperature between 70°C and 120°C, and the monoalkyl/dialkyl phosphinates are acquired. The phosphinates are Mg, Ca, Al, Sb, Sn, Ge, Ti, Zn, Fe, Zr or Sr salt of hypophosphorous acid. The method of the present invention has a short reaction cycle, allows for precision control in acquiring the monoalkyl/dialkyl phosphinate, a high total yield, and high product purity. The product has a low content of other salts when formed and is easy to wash.

Inventors:
LI JIDE (CN)
CHAI SHENGYONG (CN)
KONG LEI (CN)
CHEN LIN (CN)
LU CHANGLI (CN)
Application Number:
PCT/CN2013/075743
Publication Date:
September 12, 2014
Filing Date:
May 16, 2013
Export Citation:
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Assignee:
GUANGZHOU KINGSKY MATERIAL CO LTD (CN)
International Classes:
C07F9/30; C07F9/38; C08K5/5313; C08K5/5317; C08L67/02
Foreign References:
CN1280583A2001-01-17
CN1660858A2005-08-31
CN1280582A2001-01-17
Attorney, Agent or Firm:
GUANGZHOU WISON I.P. LAW FIRM (CN)
广州致信伟盛知识产权代理有限公司 (CN)
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Claims:
权利要求书

1. 一种单垸基 /二垸基次膦酸盐的制备方法, 其特征在于, 包括如下步骤:

以有机溶剂-水为反应介质, 将次磷酸盐在引发剂 I作用下与烯烃 I在温度为 70~90°C下反应, 得到单垸基次膦酸盐;

或, 以有机溶剂-水为反应介质, 将次磷酸盐在引发剂 I作用下与烯烃 I在温度为 70~90°C下 反应, 得到单垸基次膦酸盐, 加热升温至 90~110°C, 将得到的单垸基次膦酸盐在引发剂 II作 用下与烯烃 II反应, 得到二垸基次膦酸盐;

或, 以有机溶剂-水为反应介质, 将次磷酸盐在引发剂 III作用下与烯烃 III在温度为 70~120

°〇下反应, 得到二垸基次膦酸盐;

其中, 所述次磷酸盐为次磷酸的 Mg、 Ca、 Al、 Sb、 Sn、 Ge、 Ti、 Zn、 Fe、 Zr、 Sr盐。

2. 根据权利要求 1所述的单垸基 /二垸基次膦酸盐的制备方法, 其特征在于,所述有机溶剂选 自甲醇、 乙醇、 丙醇、 异丙醇、 丙酮、 四氢呋喃、 苯、 甲苯、 二甲苯、 乙醚、 三氯甲垸、 环 己垸的一种或几种混合物。

3. 根据权利要求 1所述的单垸基 /二垸基次膦酸盐的制备方法, 其特征在于,所述有机溶剂与 水相溶。

4. 根据权利要求 1所述的单垸基 /二垸基次膦酸盐的制备方法, 其特征在于,所述有机溶剂与 水不相溶。

5. 根据权利要求 1所述的单垸基 /二垸基次膦酸盐的制备方法, 其特征在于,所述有机溶剂与 水的质量比为 0.1 : 1-5:1 , 优选为 0.5: 1~2:1。

6. 根据权利要求 1所述的单垸基 /二垸基次膦酸盐的制备方法, 其特征在于, 所述引发剂 I、 引发剂 II和引发剂 III相同。

7. 根据权利要求 1所述的单垸基 /二垸基次膦酸盐的制备方法, 其特征在于, 所述引发剂 I、 引发剂 II和引发剂 III不同。

8. 根据权利要求 1所述的单垸基 /二垸基次膦酸盐的制备方法, 其特征在于, 所述引发剂 I、 引发剂 II和引发剂 III与次磷酸盐的摩尔比为 0.001~0.1:1。

9. 根据权利要求 1所述的单垸基 /二垸基次膦酸盐的制备方法, 其特征在于, 所述引发剂 I、 引发剂 II和引发剂 III为偶氮类引发剂、 有机过氧化物引发剂或无机过氧化物引发剂。

10. 根据权利要求 9所述的单垸基 /二垸基次膦酸盐的制备方法, 其特征在于, 所述偶氮类引 发剂为偶氮二异丁腈或偶氮二异庚腈; 所述有机过氧化物引发剂为过氧化苯甲酸、 过氧化月 桂酸、 二叔丁基过氧化物、 过氧化碳酸酯、 过二乙酸、 叔丁基过氧化异丁酸酯、 过氧化特戊 酸叔丁酯或过氧化特戊酯; 所述无机过氧化物引发剂为过硫酸铵、 过硫酸钠或过硫酸钾。

11. 根据权利要求 1所述的单垸基 /二垸基次膦酸盐的制备方法, 其特征在于, 所述烯烃 I、烯 烃 II和烯烃 III相同或不同, 为环垸类烯烃或碳原子数为 2~20的 α-烯烃。

12. 根据权利要求 11所述的单垸基 /二垸基次膦酸盐的制备方法, 其特征在于, 所述 α-烯烃选 自乙烯、 丙烯、 丁烯、 异丁烯或戊烯中的一种或几种的混合物; 所述环垸类烯烃为环戊烯或 环己烯。

13. 根据权利要求 1所述的单垸基 /二垸基次膦酸盐的制备方法, 其特征在于, 所述次磷酸盐 与烯烃 I的摩尔比为小于 1 : 1, 优选为 1 : 1.01-1.5; 所述单垸基次膦酸盐与烯烃 II的摩尔比 为小于 1 : 1, 优选为 1 : 1.01-1.5; 所述次磷酸盐与烯烃 III的摩尔比为小于 1 : 2, 优选为 1 : 2·01~2·5。

14. 根据权利要求 1所述的单垸基 /二垸基次膦酸盐的制备方法, 其特征在于, 所述次磷酸盐 与水的质量比为 1 : 1-50, 优选为 1 : 2-10, 更优选为 1 : 2.5-5

15. 根据权利要求 1所述的单垸基 /二垸基次膦酸盐的制备方法, 其特征在于, 所述反应压力 为 0.5MPa~6MPa, 优选为 0.6MPa~2.5MPa。

16. 一种由权利要求 1~15任一项所述的制备方法制备得到的单垸基 /二垸基次膦酸盐,具有如 下结构式 ( I ),

其中, R1, R2相同或不同, 表示为 H、 乙基、 丙基、 丁基、 戊基、 环戊基、 环己基或辛基, 条件是两者不能同时为 H;

M为 Mg、 Ca、 Al、 Sb、 Sn、 Ge、 Ti、 Zn、 Fe、 Zr或 Sr;

m为 2~4。

17. 如权利要求 16所述的单垸基 /二垸基次膦酸盐的制备方法制备得到的单垸基 /二垸基次膦 酸盐用作阻燃剂的用途。

18. 如权利要求 16 所述的单垸基 /二垸基次膦酸盐的制备方法制备得到的一种阻燃聚合物材 料, 包括 5~20wt% 单垸基 /二垸基次膦酸盐, 50~70wt%聚合物或其混合物, 0~30wt%玻璃纤 维, 0~5wt%其他助剂; 其中, 单垸基 /二垸基次膦酸盐具有如下结构式 ( I ),

其中, R1, R2相同或不同, 表示为 H、 乙基、 丙基、 丁基、 戊基、 环戊基、 环己基或辛基, 条件是两者不能同时为 H; M为 Mg、 Ca、 Al、 Sb、 Sn、 Ge、 Ti、 Zn、 Fe、 Zr或 Sr; m为 2~4。

Description:
一种单垸基 /二垸基次膦酸盐及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种单烷基 /二垸基次膦酸盐及其制备方法。

背景技术

单烷基次膦酸盐和二烷基次膦酸盐, 广泛用作阻燃剂, 可通过不同的方法进行合成。 袁 承业等在有机磷化合物的研宄一氧化磷酰化反 应一合成二烃基膦酸及其衍生物的新方法 (中 闺科学 B 辑, 1984, 12, 1088-1092 ) 及林强等在由二烃基氧化膦定量合成次膦酸( 中南大 学学报 (自然科学版), 1987, 18 ( 6 ), 697 ) 中描述了格氏试剂法由三氯化磷和乙醇反应生 成亚膦酸二乙酯, 亚膦酸二乙酯和自制格氏试剂反应并水解得到 二烷基氧化膦, 二烷基氧化 膦与氧化剂反应并酸化后可得到二烷基次膦酸 。 该法的产品纯度较高, 但是该法生产工艺较 为繁琐、 反应周期长, 尤其是成本高且产率低, 由此对使其难以实现工业化生产。

专利 DE4430932公开了二取代次膦酸金属盐在聚酯用作 阻燃剂, DE19910232、 US6248921 两个专利, 公开了一种二取代次膦酸金属盐的制备方法。 美国专利 US6359171B1公开了一种 烷基次膦酸铝的制备方法, 该方法首先采用黄磷合成单垸基次膦酸酯, 然后利用自由基引 发乙烯化后水解得酸后与铝盐反应得到二垸基 次膦酸铝阻燃剂。

中国专利 CN98811622.7、 CN98811626.X、 CN98811627.8等公开了用一水合次磷酸钠或 50%次磷酸水溶液在乙酸介质中, 由偶氮引发剂或过氧化物引发剂引发其与 α-烯烃反应制备 二烷基次膦酸及其金属盐。 该法在乙酸介质中反应, 其反应速度较快, 但溶剂乙酸与一水合 次磷酸钠特别是 50%次磷酸中的水混溶后使后处理变得极为困难 , 且因为有水的存在使得自 巾基引发剂容易淬灭失活, 使得需要补加较多的自由基引发剂才能使反应 完成, 增大成本的 同时使反应过程的副反应增加。

中国专利 CN200410104692.0公开了采用一水合次磷酸钠或 50wt%次磷酸溶液自酸性水 溶液中自由基引发与 α-烯烃反应制备二垸基次膦酸及其金属盐。 该方案在水中进行, 后处理 少, 但使得自由基引发剂容易淬灭失活, 反应周期长。

以上发明均用次磷酸或次磷酸碱金属盐, 制备成二烷基次膦酸或二垸基次膦酸碱金属盐 后, 仍需进一步进行处理后才能在水中制备得二烷 基次膦酸碱土金属盐或其它盐的沉淀物。 并且上述方法所得的基本上为二垸基次膦酸酸 盐, 很难得到较为含量较高的单垸基次膦酸盐 或次磷酸.,

替换页 (细则第 26条) 发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足, 本发明目的在于提供一种工艺流程简单、反应 周期短、 总产率高、 产品纯度高的单烷基 /二烷基次膦酸盐的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的:

种 ΐ'.烷基 /二烷基次膦酸盐的制备方法, 包括如下步骤:

以 机溶剂-水为反应介质, 将次磷酸盐在引发剂 I作用下与烯烃 I在温度为 70~90°C下反应,

1' 次膦酸盐:

i' 以有机溶剂-水为反应介质, 将次磷酸盐在引发剂 1作用下与烯烃 I在温度为 70~90°C下 反应, 得到单垸基次膦酸盐, 加热升温至 90~1 10°C , 将得到的单垸基次膦酸盐在引发剂 II作 用下与烯烃 Π反应, 得到二烷基次膦酸盐;

或, 以有机溶剂-水为反应介质, 将次磷酸盐在引发剂 III作用下与烯烃 III在温度为 70~120 下反应, 得到二烷基次膦酸盐;

所述次磷酸盐为次磷酸的 Mg、 Ca、 Al、 Sb、 Sn、 Ge、 Ti、 Zn、 Fe、 Zr、 Sr盐。

所述的有机溶剂与水可相溶也可不相溶, 其中与水相溶的有机溶剂为甲醇、 乙醇、丙醇、 异丙醇、 丙酮和 /或四氢呋喃; 其中与水不相溶的有机溶剂为苯、 甲苯、 二甲苯、 乙醚、 三氯 甲烷和 /或环己垸; 其中的相转移为不溶于水的有机溶剂相-水相- 态烯烃相-次磷酸盐固态 相, 或溶于水的有机溶剂与水混合的液态相 -气态烯烃相 -次磷酸盐固态相。

所述的有机溶剂与水的质量比为 0.1 :1~5:1, 优选为 0.5:1~2:1。

所述引发剂 I、 引发剂 Π和引发剂 III相同;

所述引发剂 I、 引发剂 II和引发剂 III不同;

所述引发剂 I、 引发剂 II和引发剂 III与次磷酸盐的摩尔比为 0.001~0丄1。

所述引发剂 I、 引发剂 II和引发剂 III为偶氮类引发剂、 有机过氧化物引发剂或无机过氧 化物引发剂。

所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈或偶氮二异 庚腈;

所述有机过氧化物引发剂为过氧化苯甲酸、 过氧化月桂酸、 二叔丁基过氧化物、 过氧化 碳酸酯、 过二乙酸、 叔丁基过氧化异丁酸酯、 过氧化特戊酸叔丁酯或过氧化特戊酯; 所述无机过氧化物引发剂为过硫酸铵、 过硫酸钠或过硫酸钾。

所述烯烃 1、 烯烃 II和烯烃 ΠΙ相同或不同, 为环烷类烯烃或碳原子数为 2~20的 α-烯烃。 所述 α-烯烃选自乙烯、 丙烯、 丁烯、 异丁烯或戊烯中的一种或几种的混合物。

所述环烷类烯烃为环戊烯或环己烯。

替换页 (细则第 26条) 所述次磷酸盐与烯烃 I的摩尔比为小于 1 : 1, 优选为 1 : 1.01-1.5 ;

所述次磷酸盐与烯烃 II的摩尔比为小于 1 : 1 , 优选为 1 : 1.01-1.5;

所述次磷酸盐与烯烃 III的摩尔比为小于 1 : 2, 优选为 1 : 2.01-2.5;

所述次磷酸盐与水的质量比为 1 : 1-50, 优选为 1 : 2-10, 更优选为 1 : 2.5-5; 反应压力 为 0.5MPa~6 Pa, 优选为 0.6MPa~2.5MPa。

上述制备方法得到的单烷基 /二垸基次膦酸盐通过过滤或离心处理从混合 中分离。 本发明还公开了一种由上述的制备方法制备得 到的单垸基 /二烷基次膦酸盐用作阻燃剂 的川途

本发明还公开了上述制备方法制备得到的一种 阻燃聚合物材料, 包括 5~20wt%单烷基 / 二烷基次膦酸盐, 50~70wt%聚合物或其混合物, 0~30wt%玻璃纤维, 0~5wt%其他助剂;

其中, R 1 , R 2 相同或不同, 表示为 H、 乙基、 丙基、 丁基、 戊基、 环戊基、 环己基或辛基, 条件是两者不能同时为 H;

M为 Mg、 Ca、 Al、 Sb、 Sn、 Ge、 Ti、 Zn、 Fe、 Zr或 Sr;

m为 2〜4 ; 所述的聚合物材料可以为 PBT、 PET、 PC、 PA、 PS等。

本发明与现有技术相比, 具有如下有益效果:

1 )本发明直接以目标次磷酸盐为原料进行反应 一步法得到相应单烷基次膦酸盐和二垸基次 瞵酸盐阻燃剂产品。

2 )本发明反应周期极短, 最短可在 3~5小时得到单烷基次膦酸盐产品, 最短可在 8~9小时 得到二垸基次膦酸盐产品。

3 )本发明制备所得的单垸基次膦酸盐, 产率最高可接近 95%; 同时二烷基次膦酸盐产率高, 最高可接近 97%。

4 ) 本发明工艺流程简单, 产品成盐后其他盐含量少, 易于洗涤。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明, 以下实施例为本发明较佳的实施方式,但本发 明的实施方式并不受下述实施例的限制。

替换页 (细则第 26条) 其中, 实施例中所得产品产率均按下式算出: 产率 l l算公式: ~— 00%

n*M

Ι'. Ί ' . ¾产率, m为产品所得质量, n为次磷酸盐摩尔数, M为产品分子量。

实施例 1 : 乙基次膦酸铝的结构及其制备

将次磷酸铝 444. lg (2tnol )、 500mL水、 500tnL乙醇和 10.0g, 0.044mol过硫酸铵加入高压反 应器中, 密闭, 在搅拌下用氮气 (0.5MPa) 置换 5次, 后将乙烯通过调压器调至 2.5MPa并 入. 加热至 72°C , 在 4h内均匀升温至 75°C并且用计量泵打入 5.0g, 0.022mol过硫酸铵与 30mL水配制成的溶液, 再在 75°C下保温 1小时, 冷却放空, 得到混合体系 1559.6g, 相当于 乙烯吸收量为 175.5g (理论量的 104.5%);

所得混合体系过滤, 用 lOOOmL水洗涤 2次,所得滤饼在 130°C下真空干燥 5小时得到乙基次 瞵 酸 铝 : 583.7g , 产 率 95.37% , 其 中 , 乙基次膦酸铝 的 结构 式为 :

5 I P-NMR分析 (样品溶于硫酸中):

乙基次膦酸 mol含量: 95.6%

:二乙基次膦酸 mol含量: 3.1%

其他 mol含量: 1.3%。

实施例 2: 二乙基次膦酸铝的结构及其制备

将次磷酸铝 444g (2mol )、 300mL水、 700mL乙醇和 10.0g, 0.044mol过硫酸铵加入高压反应 器屮, 密闭, 在搅拌下用氮气 (0.5MPa) 置换 5次, 后将乙烯通过调压器调至 2.5MPa并充 入, 加热至 72°C, 在 4小时内均匀升温至 75°C并且用计量泵连续打入 5.0g, 0.022mol过硫酸 铵与 30mL水配制成的溶液; 4.5小时后, 加热升温至 95Ό , 在 4小时内均匀升温至 110'C并 且用计量泵连续打入 15.0g过^酸铵与 90mL水配制成的溶液, 再在 110Ό下保温 1小时, 冷 却放空, 得到混合体系 1794.1 g, 相当于乙烯吸收量为 347.1g (理论量的 103.3%);

所得混合体系过滤, 用 lOOOmL水洗涤 2次,所的滤饼在 130Ό下真空干燥 5小时得到二乙基 次膦酸铝 : 755.2g, 产率 96.82% , 其中, 二乙基次膦酸铝的结构式是:

替换页 (细则第 26条) C、H<

、H<

''P-NMR分析 (样品溶于硫酸中):

-乙¾;欠膦酸 mol含量: 98.5%

瞵酸 m0 |含量: 0.3%

乙 ¾次磷酸 mol含量: 0.8%

其他 mol含量: 0.4%。

实施例 3: 二乙基次膦酸铝的结构及其制备

将次磷酸铝 444.0g (2.00mol)、 500mL水和 500mL甲醇加入高压反应器中, 密闭, 在搅拌下 用氮气 (0.5MPa) 置换 5次, 后将乙烯通过调压器调至 2.5MPa并充入, 加热至 95'C, 在 9 小时内均匀用计量泵打入 20.0g, 0.088mol过硫酸铵与 120mL水配制成的溶液, 并均匀升温 至 110Γ, 再在 UO'C下保温 1小时, 冷却放空, 得到混合体系 1832.1g, 相当于乙烯吸收量 为 353.1g (理论量的 105.1%);

所得混合体系过滤, 用 lOOOmL水洗涤 2次,所得滤饼在 130°C下真空干燥 5小时得到二乙基 次膦酸铝 : 751.0g, 产 96.27% , 其中, 二乙基次膦酸铝的结构式是:

C、H' O.

(:、 H'

P-NMR分析 (样品溶于硫酸中):

二乙基次膦酸 mol含量: 93.9%

乙基次膦酸 mol含量: 0.4%

乙基丁基次磷酸 mol含量: 5.2%

其他 mol含量: 0.5%。

实施例 4: 乙基丁基次膦酸铝的结构及其制备

将次隣酸铝 444.0g (2.00mol)、 500mL水、 700mL异丙醇和 10.0g, 0.044mol过硫酸铵加入高 压反应器中, 密闭, 在搅拌下用氮气 (0.5MPa)置换 5次, 后将乙烯通过调压器调至 2.5MPa

替换页 (细则第 26条) 并充入, 加热至 72°C, 在 4h内均匀升温至 75°C并且用计量泵打入 5.0g, 0.022mol过硫酸铵 ' 30mL水配制成的溶液, 再在 75 下保温 1 小时, 冷却放空; 再加热至 105°C, 向高压反 ι' ; ζ:器屮充入正 7烯, 维持压力在 2.5MPa, 在 4h内均匀计量泵打入 10g, 0.044mol过硫酸铵 60mL 水配制成的溶液, 后在 1 10Γ保温 2小时, 冷却放空, 将得到的混合体系过滤, 用 l OOOmL水洗涤 1 次, 所得滤饼在 130Γ下真空干燥 5小时得到乙基丁基次膦 : 904.7g,

产率 95.43%, 其中, 乙基丁基次膦酸铝的结构式是-

3 I P-NMR分析 (样品溶于硫酸中):

乙基丁基次膦酸 mol含量: 96.0 %

二乙基次膦酸 mol含量: 2.5%

乙基次瞵酸 mol含量: 0.5%

其他 mol含量: 1 .0%。

实施例 5: 丁基次膦酸铁的结构及其制备

将次磷酸铁 502.0g (2.00mol )、 500mL水、 500mL环己垸和 12.8g, 0.04mol, 50%叔丁基过 氧化异丁酸酯加入高压反应器中,密闭,在搅 拌下用氮气(0.5MPa)置换 5次,后将丁烯 350g 允入, 加热至 80°C, 在 4h内均匀升温至 85'C并且用计量泵打入 6.4g, 0.02mol , 50%叔丁基 过氧化异丁酸酯与 50mL环己烷配制成的溶液, 再在 85 下保温 1小时, 冷却放空, 将得到 的混合体系过滤, 用 l OOOmL乙醇洗涤 1次, 再用 l OOOmL水洗涤 2次, 所得滤饼在 130°C下 真空 30.6g, 产率 86.57%, 其中, 丁基次膦酸铁的结构式是:

31 P-NMR分析 (样品溶于硫酸中):

丁基次膦酸 mol含量: 93.1 %

二丁基次膦酸 mol含量: 3%

其他 mol含量: 1.6%。

实施例 6: 二丁基次膦酸铁的结构及其制备

替换页 (细则第 26条) 将次磷酸铁 502.0g (2.00mol)、 500mL水和 500mL甲苯加入高压反应器中, 密闭, 在搅拌下 用氮气 (0.5MPa) 置换 5次, 后将丁烯 700g充入, 加热至 95°C, 在 7小时内均匀用计量泵 打入 19.2g, 0.06mol, 50%叔丁基过氧化异丁酸酯与 lOOmL甲苯配制成的溶液, 并均匀升温 1Ι0Γ, 再在 llO'C下保温 1小时, 冷却放空, 将得到的混合体系过滤, 用 lOOOmL乙醇洗 涤 1 次,再用 lOOOmL水洗涤 2次,所得滤饼在 130°C下真空干燥 5小时得到二丁基次膦酸铁:

I034.2g,产率 87.64%,其中,二丁基次膦酸铁的结构式是:

P-NMR分析 (样品溶于硫酸中):

二丁基次膦酸 mol含量: 97.5%

丁基次膦酸 mol含量: 1.2%

其他 mol含量: 1.3%。

实施例 7: 正丙基次膦酸镁的结构及其制备

将次磷酸镁 465.0g O.OOmol). 500mL水、 500mL苯和 12.8g, 0.04mol, 50%叔丁基过氧化 异丁酸酯加入高压反应器中, 密闭, 在搅拌下用氮气 (0.5MPa)置换 5次, 后将丙烯通过调 压器调至 5MPa并充入, 加热至 80°C, 在 4h内均匀升温至 85Ό并且用计量泵打入 6.4g, 0.02mol, 50%叔丁基过氧化异丁酸酯与 50mL苯配制成的溶液, 再在 85Ό下保温 1小时, 冷 却放空, 得到混合体系 1729.8g, 相当于正丙烯吸收量为 261.6g (理论量的 103.8%);

所得混合体系过滤, 用 lOOOmL乙醇洗涤 1次, 再用 1000mL水洗涤 2次, 所得滤饼在 130 °C下真空干燥 5小时得到正丙基次膦酸镁: 492.6 , 产率 68.47%, 其中, 正丙基次膦酸镁的

结构式是:

3 'P-NMR分析 (样品溶于硫酸中):

正丙基次膦酸 mol含量: 94.3%

二丙基次膦酸 mol含量: 3.8%

其他 mol含量: 1.9%。

替换页 (细则第 26条) 实施例 8: 二丙基次膦酸镁的结构及其制备

将次磷酸镁 465.0g (3.00mol)、 200mL水和 800mL乙醚加入高压反应器中, 密闭, 在搅拌下 ffl氮气 ( 0.5MPa ) 置换 5次, 后将丙烯通过调压器调至 1.5MPa并充入, 加热至 95°C, 在 7 小吋内均匀用计量泵打入 13.0g, 0.089mol二叔丁基过氧化物与 lOOmL乙醚配置的溶液, 并 均^ 温至 1 10r , 再在 1 10°C下保温 1小时, 冷却放空, 得到混合体系 1834.8g, 相当于乙 烯吸收量为 515. l g (理论量的〗02.2% );

所得的混合体系过滤, 用 lOOOmL乙醇洗涤 1次, 再用 lOOOmL水洗涤 2次, 所得滤饼在 130 °C下真空干燥 5小时得到二丙基次膦酸镁: 847.6g, 产率 87.21%, 其中二丙基次膦酸镁的结

构式是:

P-NMR分析 (样品溶于硫酸中):

二丙基次膦酸 mol含量: 93.6 %

丙基次膦酸 mol含量: 3.7%

其他 mol含量: 2.7%。

实施例 9: 乙基次膦酸钙的结构及其制备

将次磷酸钙 510.0g O.OOmol ) , 200tnL水、 800tnL乙醇和 10.0g, 0.044mol过硫酸铵加入高压 反应器中, 密闭, 在搅拌下用氮气 (0.5MPa) 置换 5 次, 后将乙烯通过调压器调至 2.5MPa 并充入, 加热至 72°C, 在 4h内均匀升温至 75Ό并且用计量泵打入 5.0g, 0.022mol过硫酸铵 与 30mL水配制成的溶液, 再在 75°C下保温 1小时, 冷却放空, 得混合体系 1564.6g, 相当于 乙烯吸收量为 177.6g (理论量的 105.7%);

所得混合体系过滤, 用 l OOOmL水洗涤 2次,所得滤饼在 Π0Ό下真空干燥 5小时得到乙基次 膦 酸 钙 : 408.7g , 产 率 60.29% , 其 中 , 乙基次膦酸麪 的 结构 式是 :

C、

替换页 (细则第 26条) '' P-NMR分析 (样品溶于硫酸中):

乙基次膦酸 mol含量: 91.7%

二乙基次膦酸 mol含量: 6.0%

其他 mol含量: 2.3%。

实施例 10: 二乙基次膦酸钙的结构及其制备

将次磷酸钙 5 10g ( 3moU、 800mL水和 200mL丙醇加入高压反应器中, 密闭, 在搅拌下用氮 ' ( O.SMPa ) 置换 5次, 后将乙烯通过调压器调至 2.5MPa并充入, 加热至 95°C, 在 7小时 内均 ¾用计量泵打入 19.2g, 0.02mol , 50%叔丁基过氧化异丁酸酯与 lOOmL丙醇配制成的溶 液, 并均匀升温至 1 10°C, 再在 110°C下保温 1小时, 冷却放空, 得到混合体系 1920.7g, 相 于乙烯吸收量为 351.5g (理论量的 104.6%);

所得混合体系过滤, 用 l OOOmL水洗涤 2次,所得滤饼在 130°C下真空干燥 5小时得到二乙基 次膦酸钙 : 721.4g , 产率 85.28% , 其中, 二乙基次膦酸钙的结构式是:

P-NMR分析 (样品溶于硫酸中):

二乙基次膦酸 mol含量: 97.8%

乙基次膦酸 mol含量: 1 .2%

J 他 mol含量: 1.0%

实施例 11 : 乙基次膦酸锌的结构及其制备

将次磷酸锌 585g ( 3mol)、 500mL水、 500mL二甲苯和 7.7g, 0.044mol过氧化特戊酸叔丁酯 加入高压反应器中, 密闭, 在搅拌下用氮气 (0.5MPa) 置换 5次, 后将乙烯通过调压器调至 2.5MPa并充入,加热至 72Ό ,在 4h内均匀升温至 75'C并且用计量泵打入 3.8g过氧化特戊酸 叔丁酯与 30mL二甲苯配制成的溶液, 再在 75°C下保温 〗 小时, 冷却放空, 得到混合体系 I 724.9g, 相当于乙烯吸收量为 172.9g (理论量的 102.9%) :

所得混合体系过滤, 用 l OOOmL乙醇洗涤 1次, 再用 l OOOmL水洗涤 2次, 所得滤饼在 130 °C下真空干燥 5小时得到乙基次膦酸锌: 694.5g, 产率 91.39%, 其中, 乙基次膦酸锌的结构

替换页 (细则第 26条)

3 I P-NMR分析 (样品溶于硫酸中):

乙基次膦酸 mol含量: 93.9%

二乙基次膦酸 mol含量: 4.8%

其他 mol含量: 1 .3%。

实施例 12: 二乙基次膦酸锌的结构式及其制备

将次磷酸锌 585g ( 3mol )、 500mL水和 500mL三氯甲垸加入高压反应器中, 密闭, 在搅拌下 用氮气 (0.5MPa ) 置换 5次, 后将乙烯通过调压器调至 2.5MPa并充入, 加热至 95'C, 在 7 小时内均匀用计量泵打入 15.3g, O.088mol过氧化特戊酸叔丁酯与 lOOmL三氯甲垸配制成的 溶液, 并均匀升温至 U0°C, 再在 1 10°C下保温 1小时, 冷却放空, 得到混合体系 2352.1g, 相当于乙烯吸收量为 351 .8 g (理论量的 104.7%);

所得混合体系过滤, 用 l OOOmL乙醇洗涤 1 次, 再用 l OOOmL水洗涤 2次, 所得滤饼在 130 °C下真空干燥 5小时得到二乙基次磷酸锌: 857.5g, 产率 93.11%, 其中, 二乙基次膦酸锌的

结构式是:

P-NMR分析 (样品溶于硫酸中):

乙基次膦酸 mol含量: 97.5%

乙基次膦酸 mol含量: .4%

其他 mol含量: 1.1

对比例 1

取 360.6g50wt%次磷酸 (2.732mol ) 与 4.7g (0.027mol , 1.0%mol ) 过氧化特戊酸叔丁酯一起 加入高压釜中, 密闭高压釜, 在搅拌下用氮气 (0.5MPa) 置换 5次, 后将乙烯通过调压器调 至 2.5MPa并充入, 在搅拌下加热至 72°C, 在 14h内均匀补加 9.4g (0.054mol, 2.0%mol )过 氧化特戊酸叔丁酯, 且均匀升温至 85°C, 将该反应釜冷却并放空, 得到产品水溶液 508.9g ;

替换页 (细则第 26条) 3I P-NMR分析 二乙基次膦酸 mol含量: 74.1%

乙基次膦酸 mol含量: 23.8%

其他 mol含量: 2.1%

将 300g水和上述得到的高浓度垸基次膦酸 557.9g加入反应器中搅拌, 用 30%wt氢氧化钠水 溶液中和得到, 后加热至 95°C, 将 303.3g (0.455mol)硫酸铝溶于 700mL水溶液中并在 1小 时内滴入, 滴完后在 90~95Ό下保温 1小时, 冷却至室温, 将所得固体滤出, 并用 700mL水

:次, 在. I50°C干燥至恒重, 得到 295.7g垸基次膦酸铝。

对比例 2

¾ 289.6ο -水合次磷酸钠 C2.732mol), 500g乙酸与 4.4g (0.027mol, 1.0%mol)偶氮二异丁 腈一起加入高压釜中, 密闭高压釜, 在搅拌下用氮气 (0.5MPa) 置换 5次, 后将乙烯通过调 压器调至 2.5MPa并充入,在搅拌下加热至 75'C,在 10小时内均匀补加 6.7(0.041tnol,1.5%mol) 偶氮二异丁腈, 且均匀升温至 85°C, 将该反应釜冷却并放空, 得到溶液 926.3g, 130'C减压 蒸馏 2小时, 得到 453.1g粘稠物;

3 1 P-NMR分析 (样品溶于硫酸中):

二乙基次膦酸 mol含量: 91.3%

乙基丁基次膦酸 mol含量: 2.1%

乙棊次膦酸 md含量: 3.1

其他 mol含量: 3.5%

将和上述得到的 453. lg粘稠物溶于 80°C的 750mL水中并加入反应器中, 搅拌加热至 95Ό, 将 303.3g (0.455mol) 硫酸铝溶于 700mL水溶液中并在 1小时内滴入, 滴完后在 90~95'C丁 保温 I小时, 冷却至室温, 将所得固体滤出, 并用 700mL水洗涤三次, 在 150°C干燥至恒重, 得到 338.9g白色粉末. 总产率 95.41%。

将实施例 1~12及对比例 1~2所得的单垸基 /二垸基次膦酸盐在 230~260°C与 PBT、 玻纤、 助 剂按重量比 10: 60: 25: 5混合, 从双螺杆挤塑机中挤出, 制得阻燃热塑性聚合物模塑材料, 制样测试其燃烧性能及力学性能, 测得结果参见下表 1:

表 1 单烷基 /二烷基次膦酸盐制得的模塑材料燃烧性能及 学性能参数表

替换页 (细则第 26条) 0 UL9

«,\11 GB拉伸 GB 弯曲 XJL9

P 0 Μ纖 * vt 度 S Vk

« Λ » Λ 燃 烧

(mm) 2 Smm m (MS3) (Μ£ί) 1.6mm

m. £ R'、 R J 金) X M 量

1 、 乙基 89 156 3.1 V2 VI

2 390 116 174 4.2 VI VO

3 乙基、 乙墓 390 111 17$ 4.3 VI VO

乙基、 Τϊ 474 109 165 4.0 VI VI

5 $;、 丁基 铁 419 92 169 4.1 VI VO

6 丁基 丁 S 铗 590 123 179 4.4 VI VO

7 3R、 镁 240 100 154 4.2 VI VO

S 丙基、 丙基 324 116 186 4.5 VI VO

9 £、 乙基 226 97 153 4.0 VI VO

10 乙基、 乙基 282 117 175 4.3 VI VO

1 1 乙 ^、 乙^ 锌 2 1 114 183 4 1 V2 VI

12 <^基、 <^#<9 锌 307 115 181 4.1 V2 VI

对比例 1 ifi合 99 157 4 2 VI VO 对比^ 2 乙基、 乙 2ί 104 166 4.1 VI VO 各性能测试按如下标准进行:

拉伸强度: GB 1040-1992塑料拉伸性能试验方法;

弯曲强度: GB9341 -2000塑料弯曲性能试验方法;

挠度: GB934 2000塑料弯曲性能试验方法;

燃烧性能: UL94塑料燃烧性能测试;

从上表 1可知, 本发明所述制备方法制备的单烷基 /二烷基次膦酸盐制得的模塑材料拉伸、 弯 曲以及阻燃性能优越, 适用于制作聚合物模塑材料。

替换页 (细则第 26条)