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CN1660857A | 2005-08-31 | |||
CN101356220A | 2009-01-28 |
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权利要求书 1. 一种单烷基 /二烷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 70~90Ό下反应,得 到单垸基次膦酸盐; 或以有机溶剂为反应介质, 将次磷酸盐在引发剂 I作用下与烯烃 I在温度为 70~90Ό下反应, 得到单垸基次膦酸盐, 加热升温至 90~11(TC, 将得到的单烷基次膦酸盐在引发剂 II作用下与 烯烃 11反应, 得到二垸基次膦酸盐; 或以有机溶剂为反应介质, 将次磷酸盐在引发剂 III作用下与烯烃 III在温度为 70~120°C下反 应, 得到二烷基次膦酸盐; 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,所述的有机溶剂 为甲醇、 乙醇、 丙醇、 异丙醇、 苯、 甲苯、 二甲苯、 丙酮、 乙醚、 三氯甲垸、 四氢呋喃、 醋 酸甲酯、 醋酸乙酯和 /或环己烷。 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,所述的有机溶剂 与次磷酸盐的质量比为 1 : 1~10:1, 优选 2:1〜5:1。 4. 根据权利要求 1所述的单垸基 /二烷基次膦酸盐的制备方法, 其特征在于, 所述引发剂 I、 引发剂 11和引发剂 m相同。 5. 根据权利要求 1所述的单烷基 /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 Π和引发剂 III不同。 6. 根据权利要求 4或 5所述的单烷基 /二烷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、 引发剂 in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。 7.根据权利要求 6所述的单垸基 /二烷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、 过氧化苯甲酸 叔丁酯、过氧化特戊酸叔丁酯或过氧化特戊酸特戊酯; 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。 8.根据权利要求 1所述的单烷基 /二烷基次膦酸盐的制备方法, 其特征在于, 所述引发剂 I的 摩尔含量为次磷酸盐的 0.1 mOl%~10mol%; 所述引发剂 II 的摩尔含量为单烷基次磷酸盐的 0.1 mol%~10mol%。 13 替换页 (细则第 26条) 9. 根据权利要求 1 所述的单烷基 /二垸基次膦酸盐的制备方法, 其特征在于, 所述引发剂 III 的摩尔含量为次磷酸盐的 0.1 mol%~l 0mol%。 10. 根据权利要求 1所述的单烷基 /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 111相同或不同, 为环垸类烯烃或碳原子数 2~20的 α-烯烃。 11. 根据权利要求 10所述的单烷基 /二垸基次膦酸盐的制备方法, 其特征在于, 所述 α-烯烃选 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 烯。 12. 根据权利要求 1所述的单烷基 /二烷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的摩尔比小于 1 : 1, 优选 1 : 1.01-1.5; 所述单垸基次膦酸盐与烯烃 II的摩尔比小于 1 : 1, 优选 1 : 1.01~1.5。 13. 根据权利要求 1所述的单烷基 /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 ΙΠ的摩尔比小于 1 : 2, 优选 1 : 2.01~2.5。 14. 根据权利要求 1所述的单垸基 /二烷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 0.6MPa~2.5MPa。 15. 根据权利要求 1所述的单烷基 /二烷基次膦酸盐的制备方法, 其特征在于, 得到的单烷基 / ―'.烷基次膦酸盐通过过滤或离心处理从混合物中分离。 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所述的单烷基 /二烷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 /二垸基次膦酸盐制备的一种阻燃聚合物材料,包括 5~20wt% 单垸基 /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, 单烷基 /二垸基次膦酸盐具有如下结构式 ( I ), 14 替换页 (细则第 26条) 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 15 替换页 (细则第 26条) |
本发明涉及一种单烷基 /二烷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
/f:〈、ii' r冇机磷化合物的研究一氧化磷酰化反应一合 二烃基膦酸及其衍生物的新方法 (中
W科学 B 辑, 1 984, 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 二垸基氧化膦, 二烷基氧化 膦与 化剂反应并酸化后可得到二垸基次膦酸。 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 US6359171 B 1公开了一种 二垸基次膦酸铝的制备方法, 该方法首先采用黄磷合成单烷基次膦酸酯, 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烷基 次膦酸铝阻燃剂。
中国专利 CN9881 1622.7、 CN9881 1626.X . CN9881 1627.8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 二垸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 由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-烯烃反应制备二烷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烷基次膦酸碱金属盐 后, 仍需进一步进行处理后才能在水中制备得二垸 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烷基次膦酸酸 盐或单垸基次膦酸盐及二垸基次膦酸盐的混合 物, 很难得到较为含量较高的单烷基次膦酸盐或次 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 率高的单烷基 /二烷基次膦酸盐的制备方法。。
本发明的另一目的在于提供一种由上述制备方 法制备得到的单烷基 /二垸基次膦酸盐。 本发明是通过以下技术方案实现的:
一种单烷基 /二垸基次膦酸盐的制备方法, 包括如下步骤:
以有机溶剂为反应介质, 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 到单垸基次瞵酸盐;
或以有机溶剂为反应介质, 将次憐酸盐在引发剂 I作用下与烯烃 I在温度为 70~90°C下反应, 得到单烷基次膦酸盐, 加热升温至 90~1 10°C, 将得到的单烷基次膦酸盐在引发剂 II作用下与 烯烃 Π反应, 得到二垸基次膦酸盐;
或以有机溶剂为反应介质, 将次磷酸盐在引发剂 ΠΙ作用下与烯烃 Π1在温度为 70~120°C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。
所述的有机溶剂为甲醇、 乙醇、 丙醇、 异丙醇、 苯、 甲苯、 二甲苯、 丙酮、 乙醚、 三氯 甲烷、 四氢呋喃、 醋酸甲酯、 醋酸乙酯和 /或环己烷。
所述的有机溶剂与次磷酸盐的质量比为 1 :1~10:1, 优选 2:1~5:1。
所述引发剂 I、 引发剂 II和引发剂 III相同或不同。
所述引发剂 I、 引发剂 II、 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、 过氧化苯甲酸叔丁酯、 过氧化特戊酸叔丁酯或过氧化特戊酸特戊酯: 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。
所述引发剂 I的摩尔含量为次磷酸盐的 0.1mol%~10mol% ; 所述引发剂 II的摩尔含量为 羊-垸基次磷酸盐的 0.1 mol%~l 0mol%。
所述引发剂 111的摩尔含量为次磷酸盐的 0.1mol%~10mol%。
所述烯烃 1、 烯烃 Π和烯烃 ΙΠ相同或不同, 为环垸类烯烃或碳原子数 2~20的 α-烯烃或。 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。
替换页 (细则第 26条) 所述次磷酸盐与烯烃 I的摩尔比小于 1 : 1, 优选 1 : 1.01-1.5; 所述单垸基次膦酸盐与烯 烃 II的摩尔比小于 1 : 1, 优选 1 : 1.01~1.5。
所述次磷酸盐与烯烃 III的摩尔比小于 1 : 2, 优选 1 : 2.01~2.5。
所述反应压力为 0.5MPa~6MPa, 优选 0.6MPa~2.5MPa。
上述制备方法得到的单烷基 /二烷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 到的单烷基 /二烷基次膦酸盐, 具有如下结 构式 ( I ),
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。
本发明还公开了上述制备方法得到的单垸基 /二垸基次膦酸盐用作阻燃剂的用途。
本发明还公开了上述制备方法得到的单烷基 /二烷基次膦酸盐制备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% 助剂: 其 , 单垸基 /二烷基次膦酸盐具有如下结构式 ( I ),
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:
I )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烷 基次膦酸盐阻燃剂产品。
替换页 (细则第 26条) 2) 本发明反应周期极短, 最短仅需要 3~5 小时可得到单烷基次膦酸盐产品, 最短 8~9 小时得到二垸基次膦酸盐产品。
3)本发明可较为精确地控制得到单垸基次膦酸 , 产率最高接近 95wt%; 同时二垸基次 膦酸盐产率高, 最高接近 7wt%o
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。
其中, 实施例中所得产品产率均按下式算出: 产率计算公式: 其中, w为产率, 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 444.0g (2mol)、 lOOOmL甲苯和 9.7g (0.04mol)过氧化二苯甲酰加入高压反应器 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 4.8g (0.02mol)过氧化二苯甲酰与 50mL甲苯配制成的溶液, 再在 75°C下保温 1小时, 冷却放空, 得到乙基次膦酸铝-甲苯混合 体系 1538.8g, 相当于乙烯吸收量为 171.0 (相当于理论量的 101.8%)。
所得混合体系过滤, 用 lOOOmL热乙醇洗涤 1次, 再用 lOOOmL水洗涤 2次, 所得滤饼 在 130°C下真空干燥 5小时得到乙基次膦酸铝: 588.9g, 产率 96.23wt%, 其中, 乙基次膦酸
铝的结构式为:
J| P-N R分析 (样品溶于硫酸中):
乙基次膦酸 mol含量: 95.1%
二乙基次膦酸 mol含量: 3.8%
其他 mol含量: U%
实施例 2: 二乙基次膦酸铝的结构及其制备
将次磷酸铝 444.2g (2mol)、 800mL甲苯和 9.7g (0.04mol)过氧化苯甲酰加入高压反应器中, 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
替换页 (细则第 26条) 72 "C, 在 4小时内均匀升温至 75°C并且用计量泵连续打入 4.8g (0.02mol) 过氧化苯甲 酰与 30mL 甲苯配制成的溶液: 4.5小时后, 加热升温至 105°C, 在 4小时内均匀升温至 115 C并 .用计量泵连续打入 11.7g(0.06tnol)过氧化苯甲酸叔丁酯与 lOOmL甲苯配制成的溶液; 再在 110Γ下保温 1小时, 冷却放空, 得到二乙基次膦酸铝-甲苯混合体系 1621.2g, 相当于乙 烯吸收量为 345.4g (相当于理论量的 102.8%)。
所得混合体系过滤, 用 lOOOmL热乙醇洗涤 1次, 用 lOOOmL水洗涤 2次, 所得滤饼在 130Γ下真空干燥 5小时得到二乙基次膦酸铝: 749.8g, 产率 96.12wt%, 其中, 二乙基次膦酸
C:H,、 O.
II
铝的结构式是: o Al'
C-H-
''P- NMR分析 (样品溶于硫酸中):
二乙基次膦酸 mol含量: 96.7%
乙基次膦酸 mol含量: 2.6%
乙基丁基次磷酸 mol含量: 0.3%
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)、 lOOOmL苯加入高压反应器中,密闭,在搅拌下用 氮气(0.5MPa) 置换 5次, 后将乙烯通过调压器调至 2.5MPa并充入, 加热至 105'C, 在 11小时内均勾用计 量泵打入 19.4g (O.lOmol)过氧化苯甲酸叔丁酯与 lOOmL苯配制成的溶液,并均匀升温至 115 V, 再在 115°C下保温 1小时, 冷却放空, 得到二乙基次膦酸铝 -苯混合体系 1623.3g, 相当于 乙烯吸收量为 347.5g (相当于理论量的 103.4%)。
所得混合体系过滤, 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 5 747.8g, 产率 95.87wt%, 其中, 二乙基次膦酸
铝的结构式是:
P-NMR分析 (样品溶于硫酸中):
替换页 (细则第 26条) 乙基次膦酸 mol含量: 0.4%
乙基丁基次磷酸 mol含量: 3.5%
其他 mol含量: 0.8°/。。
实施例 4: 乙基丁基次膦酸铝的结构及其制备
将次磷酸铝 444.0g ( 2.00mol )、 l OOOmL乙醇和 12.8g ( 0.04mol , 50%) 叔丁基过氧化异丁酸 ffil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 2.5MPa并充入, 加热至 80°C, 在 4h内均勾升温至 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 30mL乙醇配制成的溶液, 再在 85°C下保温 1小时, 冷却放 空, 得到乙基次膦酸铝-乙醇混合体系 1475.4g, 相当于乙烯吸收量为 171.7g (相当于理论量 的 102.2%)。
所得乙基次膦酸铝-乙醇混合体系在高压釜中 续加热至 105°C, 向高压反应器中充入正 丁烯约 350g, 在 4h内均匀计量泵打入 6.4g (0.02mol , 50%)叔丁基过氧化异丁酸酯与 30mL 乙醇配制成的溶液, 后在 1 10°C保温 2小时, 冷却放空, 将得到的混合体系过滤, 用 lOOOmL 乙醇洗涤一次,用 l OOOmL水洗涤 2次,得到的滤饼在 130°C下真空干燥 5小时得到乙基丁基 次膦酸铝: 903.9g, 产率 95.35wt%, 其中, 乙基丁基次膦酸铝的结构式是:
" P-NMR分析 (样品溶于硫酸中):
乙基丁基次膦酸 mol含量: 95.1%
二乙基次膦酸 mol含量: 3.2%
乙基次膦酸 mol含量: 0.4%
其他 mol含量: 1 .3%。
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 )、 1200mL甲醇和 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,后将正丁烯约 360g充入, 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 (0.04mol, 50%) 叔丁基过氧 化异丁酸酯与 30mL甲醇配制成的溶液, 再在 85 °C下保温 1小时, 冷却放空, 将得到的混合
替换页 (细则第 26条) 休系过滤过滤, 用 lOOOmL乙醇洗漆 1次, 用 lOOOmL水洗涤 2次, 得到的滤饼在 130°C下真 ¾ 5小时得到 : 760.9g, 产率 90.16wt%, 其中, 丁基次膦酸铁的结构式是:
、 'P-NMR分析 (样品溶于硫酸中):
J 次膦酸 mol含量: 96.2%
- J-基次膦酸 mol含量: 2.7%
其他 mol含量: 1.1%。
实施例 6: 二丁基次膦酸铁的结构及其制备
将次磷酸铁 502.0g (2.00mol)、 1200mL 甲醇加入高压反应器中, 密闭, 在搅拌下用氮气 (0.5 Pa)置换 5次, 后将丁烯约 700g充入, 加热至 105°C, 在 7小时内均勾用计量泵打入 19.2g (0.06mol, 50%) 叔丁基过氧化异丁酸酯与 lOOmL 甲醇配制成的溶液, 并均匀升温至 IIO'C, 再在 Π0Γ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 一次, 用 lOOOmL水洗涤 2次, 得到的滤饼在 130°C下真空干燥 5小时得到二丁基次膦酸铁:
1046.3g, 产率 88.7wt%, 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 md含量: 95.1%
丁基次膦酸 mol含量: 3.7%
其他 mol含量: 1.2%。
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 (3.00mol)、 lOOOmL环己烷和 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 1.5MPa并充入,加热至 80Ό,在 4h内均匀升温至 85Ό并且用计量泵打入 6.4g(0.02mol, 50%) 过叔丁基过氧化异丁酸酯与 30mL环己垸配制成的溶液, 再在 85°C下保温 1小时, 冷 却放空, 得到混合体系 1543.6g, 相当于丙烯吸收量为 256.0g (理论量的 101.6%)。
替换页 (细则第 26条) 所得混合体系过滤, 用 l OOOmL乙醇洗涤 1次, 用水 lOOOmL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: 652.9g, 产率 90.75wt%, 其中, 正丙基次膦酸镁
'1〈J结构式是:
' P-NM 分析 (样品溶于硫酸中):
正丙基次膦酸 mol含量: 94.9%
-——-丙基次膦酸 mol含量: 3.2%
其他 mol含量: 1.9%。
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)、 lOOOmL 乙醚加入高压反应器中, 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 2.5MPa并充入, 加热至 105Ό , 在 7小时内 均匀用计量泵打入 13.9g ( 0.08mol ) 二叔丁基过氧化物和 100ml乙醚配置成的溶液, 并均匀 升温至 1 15 Γ , 再在 1 1 5 °C下保温 1小时, 冷却放空, 得到混合体系 1776.8g, 相当于丙烯吸 收量为 513.6g (理论量的 101.9%)。
所得混合体系过滤, 用 lOOOmL乙醇洗涤 1次, 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: 890.7g, 产率 91.64 wt%, 其中二丙基次膦酸镁的
结构式是:
31 P-NMR分析 (样品溶于硫酸中):
;:丙基次膦酸 mol含量: 92.8%
基次膦酸 mol含量: 5.5%
其他 mol含量: 1.7%。
实施例 9: 乙基次膦酸钙的结构及其制备
将次磷酸钙 5】0.0g ( 3.00mol )、 1200mL四氢呋喃和 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, 后将乙烯通过调压 器调至 2.5MPa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 .
替换页 (细则第 26条) 50%)叔丁基过氧化异丁酸酯与 lOOmL四氢呋喃配制成的溶液, 再在 85Γ下保温 1小时, 冷 却放空, 得到混合体系 i983.4g, 相当于乙烯吸收量为 173.7g (相当于理论量的 103.4%)。
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 ίΐ Ι30Γ下真空干燥 5小时得到乙基次膦酸钙: 563.4g, 产率 83.14 wt%, 其中, 乙基次膦酸
钙的结构式是:
3 ' P-NMR分析 (样品溶于硫酸中):
乙基次膦酸 mol含量: 92.7%
5.0%
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 510g (3mol)、 lOOOmL乙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 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乙醇配制成的溶液, 并均匀 升温至 110'C, 再在 110°C下保温 1小时, 冷却放空, 得到混合体系 1775.2g, 相当于乙烯吸 收量为 348.4g (相当于理论量的 103.7%)。
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 130Ό下真空干燥 5小时得到二乙基次膦酸钙: 703.9g, 产率 83.21wt%, 其中, 二乙基次
瞵酸钙的结构式是: Ca"
C:H,
3I P-NMR分析 (样品溶于硫酸中):
二乙基次膦酸 mol含量: 96.8%
乙基次膦酸 mol含量: 1.8%
其他 mol含量: 1.4%
实施例 11: 乙基次膦酸锌的结构及其制备
将次瞵酸锌 585g (3mol), lOOOmL异丙醇和 7.0g (0.04mol) 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
替换页 (细则第 26条) 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 3.5g (0.2mol)过氧化特 戊酸叔丁酯与 30mL异丙醇配制成的溶液, 再在 75°C下保温 1小时, 冷却放空, 得到混合体 系 I577.3g, 相当于乙烯吸收量为 171.9g (相当于理论量的 102.3%)。
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下真空千燥 5小时得到乙基次膦酸锌: 686.9g, 产率 90.39wt%, 其中, 乙基次膦酸
锌的结构式是: 0 Zn'
P-NMR分析 (样品溶于硫酸中):
乙基次膦酸 mol含量: 95.2%
二乙基次膦酸 mol含量: 3.3%
其他 mol含量: 1.5%。
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)、 lOOOmL异丙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 95Ό, 在 7小时内均匀用计量 泵打入 13.9g (0.08mol) 过氧化特戊酸叔丁酯与 lOOmL异丙醇配制成的溶液, 并均匀升温至 Ι10Γ, 再在 11(TC下保温 1 小时, 冷却放空, 得到混合体系 1809.5g, 相当于乙烯吸收量为 345.7g (相当于理论量的 102.9%)。
所得的混合体系过滤, 用 lOOOmL乙醇洗涤 1次, 再用 lOOOmL水洗涤 1次, 所得滤饼 在 130Γ下真空干燥 5小时得到二乙基次磷酸锌: 830.9g, 产率 90.22 wt%, 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):
二乙基次膦酸 mol含量: 95.7%
乙基次瞵酸 mol含 2.9%
其他 mol含量: 1.4%。
对比例 1
10 替换页 (细则第 26条) 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 ; "P-NMR分析 二乙基次膦酸 mol含量: 74.1%
乙^次膦酸 mol含量: 23.8%
K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%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 90~95°C下保温 1小时, 冷却至室温, 将所得固体滤出, 并用 700mL水洗 涤二次, 在 150°C干燥至恒重, 得到 295.7g垸基次膦酸铝。
对比例 2
取 289.6g—水合次磷酸钠(2.732mol)、 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(0.041mol,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 I 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%
乙基次膦酸 mol含量: 3.1
其他 mol含量: 3.5%
将和上述得到的 453.1g粘稠物溶于 80Ό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下 保温 1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 38.9g白色粉末, 总产率 95.41 wt%。
将实施例 1~12及对比例 1~2所得的单烷基 /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 /二垸基次膦酸盐制得的模塑材料燃烧性能及 学性能参数表
11 替换页 (细则第 26条)
各性能测试按如下标准进行:
拉伸强度: GB1040-1992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: GB9341-2000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垸基 /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)
Next Patent: CAPACITIVE TOUCH CONTROL MODULE, CAPACITIVE EMBEDDED TOUCHSCREEN AND DISPLAY DEVICE