CN105646573A - 一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法 - Google Patents
一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105646573A CN105646573A CN201610110526.4A CN201610110526A CN105646573A CN 105646573 A CN105646573 A CN 105646573A CN 201610110526 A CN201610110526 A CN 201610110526A CN 105646573 A CN105646573 A CN 105646573A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- phosphinic acid
- alkali metal
- dicyclopentylphosphinate
- metal salt
- aluminum
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- FAQADBUCMODICN-UHFFFAOYSA-K tris(dicyclopentylphosphoryloxy)alumane Chemical compound C1CCC(C1)P(=O)(C2CCCC2)O[Al](OP(=O)(C3CCCC3)C4CCCC4)OP(=O)(C5CCCC5)C6CCCC6 FAQADBUCMODICN-UHFFFAOYSA-K 0.000 title abstract 4
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract 2
- ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N phosphinic acid Chemical compound O[PH2]=O ACVYVLVWPXVTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- -1 alkali metal salt Chemical class 0.000 claims abstract description 31
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 14
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims abstract description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- MAWOHFOSAIXURX-UHFFFAOYSA-N cyclopentylcyclopentane Chemical group C1CCCC1C1CCCC1 MAWOHFOSAIXURX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims description 11
- 150000001941 cyclopentenes Chemical class 0.000 claims description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 claims description 4
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 4
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical group [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 4
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 125000000740 n-pentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 2
- 238000007342 radical addition reaction Methods 0.000 claims description 2
- 235000011149 sulphuric acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000001117 sulphuric acid Substances 0.000 claims description 2
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 claims description 2
- GBYRUWDSIOQIAQ-UHFFFAOYSA-N dicyclopentylphosphinic acid Chemical compound C1CCCC1P(=O)(O)C1CCCC1 GBYRUWDSIOQIAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 8
- BINGNNPZDKBIOW-UHFFFAOYSA-N [PH2](OC1CCCC1)=O Chemical compound [PH2](OC1CCCC1)=O BINGNNPZDKBIOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 4
- LPIQUOYDBNQMRZ-UHFFFAOYSA-N cyclopentene Chemical compound C1CC=CC1 LPIQUOYDBNQMRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 abstract 1
- RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N pentamethylene Natural products C1CCCC1 RGSFGYAAUTVSQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 5-[3-(trifluoromethyl)phenyl]-2h-tetrazole Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=CC(C2=NNN=N2)=C1 KWSLGOVYXMQPPX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 229910001379 sodium hypophosphite Inorganic materials 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000005311 nuclear magnetism Effects 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic Table
- C07F9/02—Phosphorus compounds
- C07F9/28—Phosphorus compounds with one or more P—C bonds
- C07F9/30—Phosphinic acids [R2P(=O)(OH)]; Thiophosphinic acids ; [R2P(=X1)(X2H) (X1, X2 are each independently O, S or Se)]
- C07F9/303—Cycloaliphatic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
- C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
- C08K5/53—Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
- C08K5/5313—Phosphinic compounds, e.g. R2=P(:O)OR'
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Fireproofing Substances (AREA)
Abstract
本发明涉及一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：在一定温度和压力下向次磷酸或单烷基次膦酸或其碱金属水溶液中加入自由基源，形成次酸自由基；将上述次酸自由基加成到环戊烯上，得单、双环戊基次膦酸或其碱金属盐；将上述尾气循环利用；将上述单环戊基次膦酸或其碱金属盐，回流反应得双环戊基次膦酸或其碱金属盐；将上述双环戊基次膦酸或其碱金属盐渗透分离得二环戊基次膦酸或二环戊基次膦酸碱金属盐；将上述二环戊基次膦酸或二环戊基次膦酸碱金属盐与铝化合物反应，得二环戊基次膦酸铝；将二环戊基次膦酸铝过滤、洗涤，130℃温度下真空干燥。本发明有益效果：环戊基的高温稳定性使得该阻燃剂耐温性能更加优异。
Description
技术领域
本发明涉及阻燃剂合成的技术领域，尤其涉及一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法。
背景技术
随着工业经济的迅速发展，塑料、橡胶及合成纤维等高分子材料在工业中的应用越来越广泛，但高分子材料通常为易燃或可燃物，燃烧引发火灾会造成大量的生命财产损失，故向高分子材料中添加阻燃剂，使合成材料具有难燃性、自熄性和消烟性等特性，是当前亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法，解决了普通向高分子材料中添加阻燃剂容易对环境造成污染、且生产成本较高、纯度低和转化率低的问题。
本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案是：
一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：
a.在温度为70～90℃及压力为1～3个标准大气压下，将次磷酸或单烷基次膦酸或其次磷酸盐碱金属中的任一种在一定温度下在水中溶解后并添加自由基源，从而形成活性较强的次酸的自由基；
b.将上述步骤a）中所得的次酸的自由基加成到环戊烯分子上，得到单、双环戊基次膦酸或其碱金属盐；
c.将上述步骤b）中的尾气回收循环利用；
d.将上述步骤b）中单环戊基次膦酸或其碱金属盐，通过回流进行反应得到双环戊基次膦酸或其碱金属盐；
e.将上述步骤b）、步骤d）中得到的双环戊基次膦酸或其碱金属盐通过加压渗透分离后得到提纯的二环戊基次膦酸或二环戊基次膦酸碱金属盐；
f.将上述步骤e）中得到的二环戊基次膦酸或二环戊基次膦酸碱金属盐与铝的金属化合物进行反应，生成二环戊基次膦酸铝；
g.将上述步骤f）中得到的二环戊基次膦酸铝过滤，用热水洗涤，并在130℃温度下真空干燥。
所述的步骤a）中将次磷酸或单烷基次膦酸或其次磷酸盐碱金属的任一种的水溶液加温至70～90℃。
所述的步骤b）中在温度为70～90℃及压力为1～3个标准大气压下通过计量泵逐步滴加入环戊烯，反应回流7～10小时。
所述的步骤f）中用硫酸调节二环戊基次膦酸或二环戊基次膦酸碱金属盐的PH值为2.8～3.2。
所述的步骤f）中铝的金属化合物为硫酸铝。
本发明的有益效果在于：1、环戊基的高温稳定性使得该阻燃剂的耐温性能更加优异。2、反应过程中不使用有机溶剂，更加绿色环保。3、反应过程中未反应的环戊烯、单环戊基次膦酸或其碱金属盐等物质都可以再循环利用，该制备方法实现了原材料的100%利用。4、该制备方法制得的二环戊基次膦酸铝阻燃剂转化率高、纯度高，并且整个工艺过程中不产生废弃物。
具体实施方式
下面进一步说明本发明的实施例。
实施例一
在温度为80℃及压力为1个标准大气压下，向装有搅拌器、恒压进气装置和气体循环回流冷凝器的1L四口烧瓶中加入40g次磷酸钠，加水溶解搅拌加温至80℃，待次磷酸钠完全溶解后滴加环戊烯，加入0.2g催化剂及0.8g自由基引发剂，反应8小时后停止加热，加入质量分数为30%的稀硫酸调节PH值至3.0，再将配置好的125g质量分数为30%的硫酸铝溶液在室温下3小时均匀滴加到该溶液中，然后快速升温至90℃并保温1小时，冷却、过滤、烘干得到产品67.2g，收率为62.6%，将产品进行磷核磁检测，测得二环戊基次膦酸铝含量为99.16%，环戊基次膦酸铝为0.56%，其它为0.28%，反应剩余液重新添加下一个反应中再利用，综合收率达到100%，其中二环戊基次膦酸铝的含量达到99%以上。
实施例二
在温度为75℃及压力为2个标准大气压下，向装有搅拌器、恒压进气装置和气体循环回流冷凝器的1L四口烧瓶中加入40g次磷酸钠，搅拌加温至75℃，待次磷酸钠完全溶解后滴加环戊烯，加入0.2g催化剂及0.8g自由基引发剂，反应9小时后停止加热，加入质量分数为30%的稀硫酸调节PH值至3.0，再将配置好的125g质量分数为30%硫酸铝溶液在室温下3小时均匀滴加到该溶液中，然后快速升温至90℃保温1小时，冷却、过滤、烘干得到产品65.8g，收率为61.5%，将产品进行磷核磁检测，测得二环戊基次膦酸铝含量为99.54%，环戊基次膦酸铝为0.33%，其它为0.13%，反应剩余液重新添加下一个反应中再利用，综合收率达到100%，其中二环戊基次膦酸铝的含量达到99%以上。
本具体实施方式的有益效果在于：1、环戊基的高温稳定性使得该阻燃剂的耐温性能更加优异。2、反应过程中不使用有机溶剂，更加绿色环保。3、反应过程中未反应的环戊烯、单环戊基次膦酸或其碱金属盐等物质都可以再循环利用，该制备方法实现了原材料的100%利用。4、该制备方法制得的二环戊基次膦酸铝阻燃剂转化率高、纯度高，并且整个工艺过程中不产生废弃物。
本发明的具体实施例不构成对本发明的限制，凡是采用本发明的相似结构及变化，均在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.在温度为70～90℃及压力为1～3个标准大气压下，将次磷酸或单烷基次膦酸或其次磷酸盐碱金属中的任一种在一定温度下在水中溶解后并添加自由基源，从而形成活性较强的次酸的自由基；
b.将上述步骤a）中所得的次酸的自由基加成到环戊烯分子上，得到单、双环戊基次膦酸或其碱金属盐；
c.将上述步骤b）中的尾气回收循环利用；
d.将上述步骤b）中单环戊基次膦酸或其碱金属盐，通过回流进行反应得到双环戊基次膦酸或其碱金属盐；
e.将上述步骤b）、步骤d）中得到的双环戊基次膦酸或其碱金属盐通过加压渗透分离后得到提纯的二环戊基次膦酸或二环戊基次膦酸碱金属盐；
f.将上述步骤e）中得到的二环戊基次膦酸或二环戊基次膦酸碱金属盐与铝的金属化合物进行反应，生成二环戊基次膦酸铝；
g.将上述步骤f）中得到的二环戊基次膦酸铝过滤，用热水洗涤，并在130℃温度下真空干燥。
2.如权利要求1所述的一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤a）中将次磷酸或单烷基次膦酸或其次磷酸盐碱金属的任一种的水溶液加温至70～90℃。
3.如权利要求1所述的一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤b）中在温度为70～90℃及压力为1～3个标准大气压下通过计量泵逐步滴加入环戊烯，反应回流7～10小时。
4.如权利要求1所述的一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤f）中用硫酸调节二环戊基次膦酸或二环戊基次膦酸碱金属盐的PH值为2.8～3.2。
5.如权利要求1所述的一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述的步骤f）中铝的金属化合物为硫酸铝。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610110526.4A CN105646573A (zh) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | 一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610110526.4A CN105646573A (zh) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | 一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105646573A true CN105646573A (zh) | 2016-06-08 |
Family
ID=56492823
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610110526.4A Pending CN105646573A (zh) | 2016-02-29 | 2016-02-29 | 一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105646573A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103073574A (zh) * | 2012-09-19 | 2013-05-01 | 广州金凯新材料有限公司 | 一种二烷基次膦酸及其盐的制备方法 |
| CN103172670A (zh) * | 2013-03-04 | 2013-06-26 | 广州金凯新材料有限公司 | 一种单烷基/二烷基次膦酸盐及其制备方法 |
| CN104693237A (zh) * | 2015-03-26 | 2015-06-10 | 洪湖市一泰科技有限公司 | 一种二烷基次膦酸盐的制备方法 |
-
2016
- 2016-02-29 CN CN201610110526.4A patent/CN105646573A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103073574A (zh) * | 2012-09-19 | 2013-05-01 | 广州金凯新材料有限公司 | 一种二烷基次膦酸及其盐的制备方法 |
| CN103172670A (zh) * | 2013-03-04 | 2013-06-26 | 广州金凯新材料有限公司 | 一种单烷基/二烷基次膦酸盐及其制备方法 |
| CN104693237A (zh) * | 2015-03-26 | 2015-06-10 | 洪湖市一泰科技有限公司 | 一种二烷基次膦酸盐的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 王颖等: "二环烷基次膦酸的合成与表征", 《化学试剂》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104370743B (zh) | 增塑剂三乙二醇二异辛酸酯的制备方法 | |
| CN111440357A (zh) | 一种全生物基阻燃剂、阻燃pla复合材料及其制备方法 | |
| CN110643018B (zh) | 含氮磷结构的生物基阻燃环氧树脂及其制备方法 | |
| CN103435653B (zh) | 一种六苯氧基环三磷腈的制备方法 | |
| CN103183704B (zh) | 一种三（三溴新戊醇基）磷酸酯的制备方法 | |
| CN109053389B (zh) | 一种2,4,6-三溴苯基烯丙基醚的合成方法 | |
| CN105646573A (zh) | 一种绿色环保二环戊基次膦酸铝阻燃剂的制备方法 | |
| CN105482096B (zh) | 一种反应型磷系阻燃剂及其制备方法 | |
| CN107501526B (zh) | 一种dopo型环氧树脂固化剂及其制备方法 | |
| CN103121887A (zh) | 1,3-茚二酮类化合物的制备方法 | |
| CN102936302A (zh) | 一种氯化聚氯乙烯树脂的制备方法 | |
| CN103739624B (zh) | 二乙基次膦酸铝的合成方法 | |
| CN104788493A (zh) | 一种二烷基次膦酸及其盐的制备方法 | |
| CN111423673A (zh) | 一种耐热耐高温的pvc电力管及其制备方法 | |
| CN112661721A (zh) | 一种溶剂法合成2-硫醇基苯并噻唑锌盐的新工艺 | |
| CN112778356B (zh) | 一种三(三溴新戊基)磷酸酯阻燃剂的一锅法合成工艺 | |
| CN113292597B (zh) | 一种回收磷酸二乙酯酸钠和氯乙烷制备磷酸三乙酯化合物的方法 | |
| CN114621088B (zh) | 一种对苯二亚甲基二丙二酸二乙酯的制备方法 | |
| CN107417533B (zh) | 间苯二甲酸二甲酯及其生产方法 | |
| CN108383870B (zh) | 一种草铵膦铵盐中间体及草铵膦铵盐的合成方法 | |
| CN110590540A (zh) | 一种阻燃剂2,5-二溴对苯二甲酸及其生产工艺 | |
| CN105037192A (zh) | 一步法辛烷值促进剂对甲酰胺基苯烷基醚合成方法 | |
| CN105732375A (zh) | 一种没食子酸合成3,4,5—三甲氧基苯甲酸甲酯的方法 | |
| CN117466823A (zh) | 一种一锅法2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑的制备方法 | |
| CN112760009A (zh) | 一种阻燃环氧涂料及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160608 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |