新型无卤膨胀型阻燃剂的制备.pdf

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1、华南理工大学学报（自然科学版）第29卷第5期JournalofSouthChinaUniversityofTechnologyVol.29No.52001年5月（NaturalScienceEdition）May2001"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""文章编号：1000-565X（2001）05-0076-03新型无卤膨胀型阻燃剂的制备陈国栋肖新颜程江（华南理工大学化工学院，广东广州510640）摘要：以工业季戊四醇、三聚氰胺、三氯氧磷为原料，研究了新型无卤膨胀型阻燃剂季戊四醇双磷酸酯蜜胺盐的制备，

2、确定了适宜的反应条件：温度80C，时间5h.通过傅立叶变换红外光谱对产物进行鉴定，所得中间产物双氯螺磷的纯度高，产率达50.76%；最后对产物的阻燃性能进行了测试，结果表明它是一种优良的阻燃剂.关键词：双氯螺磷；季戊四醇双磷酸酯蜜胺盐；膨胀型阻燃剂中图分类号：TG314.24+8文献标识码：A膨胀型阻燃剂以氮磷等有机物为主要阻燃组磷经过滤后，可重新加以利用，有利于节约试剂.分，不含氧化锑协效剂，也不含卤素，因此能符合环1实验部分境保护的要求.该类阻燃剂具有遇火分解，通过膨胀结碳形成不燃的隔离层的特点，从而能达到阻燃和1.1实验原理消烟的双重目的.膨胀型阻燃剂的研究已成为阻燃季戊四醇双磷酸酯蜜

3、胺盐的合成可通过化学反剂领域中活跃的热点之一，也被视为实现阻燃剂无应完成，这样可将碳源（季戊四醇）、酸源（磷酸）、发泡卤化的有效途径.源（三聚氰胺）等三种组分巧妙地设计在一个分子中，季戊四醇双磷酸酯蜜胺盐是一种典型的膨胀型从根本上解决了阻燃材料中各组分分布不均问题.阻燃剂，在燃烧时集发泡、结碳于一体，具有良好的过量2P0Cl3+C（CH20H）4!阻燃性能.这种阻燃剂在国外早有研究［1］，已进入商00"00（1）［2］"品化，如美国GreatLake公司开发的CN329.在90PP+4HCl00年代国内也有人先后进行了合成以及合成条件的优ClCl［3］!化.根据有关文献报道，一般用化学纯季戊

4、四醇制NH2备笼状双磷酸酯，其产率可达80%左右，而当季戊$$四醇为工业级时，其产率大约为50%［5］.##NNH20三氯氧磷非常活泼，易与活泼氢物质反应，故反!+2#!$$N应通常以非质子溶剂（如二甲亚砜、四氯化碳、甲苯H2NNH2等）作溶剂，借以稀释三氯氧磷，使反应进行得比较00"00"平缓。不过反应温度要求较高（120C），反应时间PP（2）00较长（12~24h），且浪费了大量的溶剂和未反应完00-NH+NH+全的三氯氧磷.若直接采用三氯氧磷作试剂兼溶剂，33$$则反应剧烈.然而经研究发现，只要控制好温度，可$$#NN#NN大大缩短反应时间，降低反应温度，且过量的三氯氧###"#+2

5、HCl$$N$$N收稿日期：2000-10-08H2NNH2H2NNH2作者简介：陈国栋（1977-），男，硕士，主要从事精细化工的研究.第5期陈国栋等：新型无卤膨胀型阻燃剂的制备77反应（1）为固液反应，直接以三氯氧磷作试剂兼溶剂，有利于反应快速进行，但要求三氯氧磷与季戊2结果与讨论四醇的摩尔比为3.5~6I1，本实验采用4.5I1.若反2.1操作条件的影响应（1）以其他有机物作溶剂，三氯氧磷与季戊四醇的通过实验发现，在双氯螺磷的制备中，最初阶段摩尔比为2I1左右。反应中间产物双氯螺磷（!）仍反应十分剧烈，到60C后升温不能过快，其温度不比较活泼，可与—NH2、—OH等反应，故可与三聚氰能

6、太高，约在80C左右，否则生成HCI气体过快，难胺进行成盐反应（见反应（2）），同时也使双氯螺磷容以及时从烧瓶中排出，有可能冲开塞子，甚至发生危易水解产生副产物，但成盐反应较易进行.险.当反应5h时，产率已达50.76%；反应15h时，1.2主要试剂、仪器实验装置及实验流程其产率也仅为51.13%.可见，增长反应时间对产率三氯氧磷，上海亭新试剂厂，化学纯；季戊四醇，几乎没有提高.同时，由于三氯氧磷的过量，随着时湖南衡阳化工厂，工业纯；三聚氰胺.湖南衡阳化工间的延长，可能会发生以下副反应：厂，工业纯；四氯化碳，广东化学试剂二厂，分析纯；4POCI3+（4CH2OH）4!无水乙醇，广东西陇化工厂

7、，分析纯；冰醋酸和氢氧CIOOCI$化钠，广东东红化工厂，分析纯.$CIPOOPCIWM2K-01温度控制仪，上海医用仪器厂；强力（3）CIPOO$PCI电动搅拌器；500mL三口烧瓶；回流冷凝管；TC-5套$CIOOCI式恒温器；抽滤装置；pH仪；傅立叶变换红外光谱仪在整个实验中，双氯螺磷（!）的制备是关键.此（FT-IR）.实验装置及流程见图1，2.过程由于有HCI气体产生，故可根据气体产生的多少来判断反