一種單羥基二烷基次膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種單羥基二烷基次膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法，包括以下步驟：1）將烷基二氯化膦與醇反應(yīng)，得到單烷基膦酸酯；2）在酸與水存在的情況下，將上步得到的單烷基膦酸酯與醛反應(yīng)得到單羥基烷基次磷酸溶液；3）將上步得到的單羥基烷基次磷酸溶液與路易斯酸在水中反應(yīng)，生成單羥基二烷基次磷酸金屬鹽阻燃劑固體，分離出固體、洗滌、干燥即可。本發(fā)明采用單取代二氯化膦為起始原料，合成路線新穎。避免了使用烯烴等氣態(tài)原料的危險(xiǎn)性。本發(fā)明所述方法反應(yīng)條件溫和（常壓、不高于100℃的反應(yīng)條件），合成步驟少，不需要單獨(dú)提純，工藝簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)設(shè)備，提高了生產(chǎn)過(guò)程的安全性。
【專利說(shuō)明】—種單羥基二烷基次膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種單羥基二烷基次膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)鹵阻燃劑是目前阻燃劑的主要開發(fā)方向之一。膨脹型阻燃體系以及磷系、氮系、硅系及金屬氫氧化物等無(wú)機(jī)阻燃劑和不同的無(wú)鹵阻燃復(fù)配體系共同構(gòu)成了無(wú)鹵阻燃劑的龐大家族。然而，無(wú)鹵阻燃劑普遍存在添加量高，對(duì)力學(xué)性能影響大的問題。另外，需要根據(jù)不同的聚合物基體，開發(fā)不同的復(fù)配阻燃體系，以得到阻燃性能及力學(xué)性能的最優(yōu)組合。
[0003]次膦酸鹽類阻燃產(chǎn)品密度較低，阻燃劑用量較小，CTI值(相比漏電起痕指數(shù))較高，在電子電器工業(yè)中具有很好的應(yīng)用前景。德國(guó)Clariant公司、美國(guó)Pennwalt公司以及Ticona公司均對(duì)次磷酸鹽阻燃劑的開發(fā)及應(yīng)用做了很多研究。各種次膦酸金屬鹽阻燃劑的合成方法也陸續(xù)被研究出來(lái)。如Clariant公司的發(fā)明CN 98811621.9中在堿性條件下，從黃磷、烷基鹵、金屬氫氧化物出發(fā)制備次膦酸金屬鹽的方法；以及CN 200410104692.0、CN 102164934 A、CN 102164930 A、CN 1660858 A等專利中采用自由基反應(yīng)的方式從次膦酸源、烯烴或氧化烯烴、金屬源出發(fā)制備次膦酸金屬鹽阻燃劑的方法。國(guó)內(nèi)不少學(xué)者與公司也對(duì)次膦酸鹽阻燃劑的開發(fā)傾注了很多心血，并取得了很多成果。如CN 101747368 A提供了一種部分烷基化次膦酸非堿金屬鹽的制備方法與應(yīng)用；CN 101830926 A提供了一種從烷基二氯磷出發(fā)采用自由基反應(yīng)制備的二烷基次膦酸金屬鹽的合成工藝方法。
[0004]二烷基次磷酸鹽的合成過(guò)程經(jīng)歷了從最早的格氏試劑法、金屬絡(luò)合催化加成法、以及現(xiàn)在工業(yè)上用的較多的烯烴自由基反應(yīng)法。采用次磷酸或次磷酸鹽與烯烴或環(huán)氧烯烴經(jīng)自由基反應(yīng)形成二烷基次磷酸金屬鹽，是一種較為高效的合成制備方法。然而，烯烴特別是低碳數(shù)烯烴，諸如乙烯、丙烯等在常規(guī)條件下均以氣體存在，在使用該類烯烴進(jìn)行烷基次磷酸金屬鹽合成時(shí) ，需要使用到特殊的高壓反應(yīng)釜設(shè)備等，不利于烷基次磷酸金屬鹽的合成推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀，提供一種可使用常規(guī)設(shè)備進(jìn)行低碳數(shù)羥基二烷基次膦酸金屬鹽的合成制備方法。該法從單取代二氯化膦出發(fā)，在無(wú)烯烴氣體參與下，通過(guò)一種簡(jiǎn)便的方式得到羥基二烷基次磷酸鹽，反應(yīng)過(guò)程中生成的副產(chǎn)物可以回收利用，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。適宜于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0006]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
一種單羥基二烷基次膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法，包括以下步驟:
1)將烷基二氯化膦與醇反應(yīng)，得到單烷基膦酸酯；
2)在酸與水存在的情況下，將上步得到的單烷基膦酸酯與醛反應(yīng)得到單羥基烷基次磷酸溶液；
3)將上步得到的單羥基烷基次磷酸溶液與路易斯酸在水中反應(yīng)，生成單羥基二烷基次磷酸金屬鹽阻燃劑固體，分離出固體、洗滌、干燥即可。
[0007]步驟I)中，所述的烷基二氯化膦為甲基二氯化膦、乙基二氯化膦、丙基二氯化膦、
苯基二氯化膦、異丙基二氯化膦、環(huán)己基二氯化膦中的一種。
[0008]步驟I)中，所述的醇為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、辛醇、異辛醇、苯酚、環(huán)己醇中的一種。
[0009]步驟2)中，所述的酸為鹽酸、磷酸、硫酸中的一種。
[0010]步驟2)中，所述的醛為甲醛、乙醛、丙醛、異丙醛、丁醛、異丁醛、辛醛、異辛醛、苯甲醛中的一種。
[0011]步驟3)中，所述的路易斯酸為三氯化鐵、三氯化鋁、氯化鋅、氯化鑭、氯化鎂、氯化亞錫中的一種。
[0012]步驟I)中，所述烷基二氯化膦與醇摩爾比為1:(1.8-2.2)。
[0013]步驟2)中，醛中所含的醛基、酸、單烷基膦酸酯的摩爾比為1:(0.8-1.2):(0.8-1.2)。
[0014]步驟3)中，單羥基烷基次磷酸溶液中的單羥基烷基次磷酸與路易斯酸的摩爾比為:路易斯酸中金屬離子的化合價(jià)數(shù)±0.3。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:1)本發(fā)明所述方法采用單取代二氯化膦為起始原料，合成路線新穎。避免了使用烯烴等氣態(tài)原料的危險(xiǎn)性。
[0016]2)本發(fā)明所述方法反應(yīng)條件溫和(常壓、不高于100°C的反應(yīng)條件)，合成步驟少，不需要單獨(dú)提純，工藝簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)設(shè)備，提高了生產(chǎn)過(guò)程的安全性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為實(shí)施例1得到的產(chǎn)品的核磁磷譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]一種單羥基二烷基次膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法，包括以下步驟:
1)將烷基二氯化膦與醇反應(yīng)，得到單烷基膦酸酯；
2)在酸與水存在的情況下，將上步得到的單烷基膦酸酯與醛反應(yīng)得到單羥基烷基次磷酸溶液；
3)將上步得到的單羥基烷基次磷酸溶液與路易斯酸在水中反應(yīng)，生成單羥基二烷基次磷酸金屬鹽阻燃劑固體，分離出固體、洗滌、干燥即可。
[0019]步驟I)中，所述的烷基二氯化膦為甲基二氯化膦、乙基二氯化膦、丙基二氯化膦、
苯基二氯化膦、異丙基二氯化膦、環(huán)己基二氯化膦中的一種。
[0020]步驟I)中，所述的醇為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、辛醇、異辛醇、苯酚、環(huán)己醇中的一種。
[0021]步驟2)中，所述的酸為鹽酸、磷酸、硫酸中的一種。
[0022]步驟2)中，所述的醛為甲醛、乙醛、丙醛、異丙醛、丁醛、異丁醛、辛醛、異辛醛、苯甲醛中的一種。
[0023]步驟3)中，所述的路易斯酸為三氯化鐵、三氯化鋁、氯化鋅、氯化鑭、氯化鎂、氯化亞錫中的一種。[0024]步驟I)中，所述烷基二氯化膦與醇摩爾比為1:(1.8-2.2)。
[0025]步驟2)中，醛中所含的醛基、酸、單烷基膦酸酯的摩爾比為1:(0.8-1.2):(0.8-1.2)。
[0026]步驟3)中，單羥基烷基次磷酸溶液中的單羥基烷基次磷酸與路易斯酸的摩爾比為:路易斯酸中金屬離子的化合價(jià)數(shù)±0.3。
[0027]本發(fā)明的反應(yīng)原理如下所示:
1)將烷基二氯化膦與醇反應(yīng)，得到單烷基膦酸酯；
反應(yīng)式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種單羥基二烷基次膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: 1)將烷基二氯化膦與醇反應(yīng)，得到單烷基膦酸酯； 2)在酸與水存在的情況下，將上步得到的單烷基膦酸酯與醛反應(yīng)得到單羥基烷基次磷酸溶液； 3)將上步得到的單羥基烷基次磷酸溶液與路易斯酸在水中反應(yīng)，生成單羥基二烷基次磷酸金屬鹽阻燃劑固體，分離出固體、洗滌、干燥即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單羥基二烷基次膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法，其特征在于:步驟I)中，所述的烷基二氯化膦為甲基二氯化膦、乙基二氯化膦、丙基二氯化膦、苯基二氯化膦、異丙基二氯化膦、環(huán)己基二氯化膦中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單羥基二烷基次膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法，其特征在于:步驟I)中，所述的醇為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、辛醇、異辛醇、苯酚、環(huán)己醇中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單羥基二烷基次膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法，其特征在于:步驟2)中，所述的酸為鹽酸、磷酸、硫酸中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單羥基二烷基次膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法，其特征在于:步驟2)中，所述的醛為甲醛、乙醛、丙醛、異丙醛、丁醛、異丁醛、辛醛、異辛醛、苯甲醛中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單羥基二烷基次膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法，其特征在于:步驟3)中，所述的路易斯酸為三氯化鐵、三氯化鋁、氯化鋅、氯化鑭、氯化鎂、氯化亞錫中的一種。.
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單羥基二烷基次膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法，其特征在于:步驟I)中，所述烷基二氯化膦與醇摩爾比為1:(1.8-2.2)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單羥基二烷基次膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法，其特征在于:步驟2)中，醛中所含的醛基、酸、單烷基膦酸酯的摩爾比為I:(0.8-1.2):(0.8-1.2)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種單羥基二烷基次膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法，其特征在于:步驟3)中，單羥基烷基次磷酸溶液中的單羥基烷基次磷酸與路易斯酸的摩爾比為:路易斯酸中金屬離子的化合價(jià)數(shù)±0.3。
【文檔編號(hào)】C07F9/30GK103435643SQ201310344585
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月8日
【發(fā)明者】朱紅芳, 周侃 申請(qǐng)人:清遠(yuǎn)市普塞呋磷化學(xué)有限公司