一種新型磷酸酯類阻燃劑的合成方法研究

田路 陳曉清 屈云 屈滿意 王明鋒 陳松

摘 要 本文利用三羥甲基氧化膦、乙酸為原料合成一種新型的磷酸酯類阻燃劑，并考察了反應物摩爾比、THPO含水量、反應溫度、反應時間對產率的影響。確定最佳工藝條件為：在一定溫度下，滴加時間為4h、保溫時間為8h，此時產率可達到94.2%。此工藝操作簡單，能耗低，產率高。

關鍵詞 磷系阻燃劑 三羥甲基氧化膦

中圖分類號：TG265.1文獻標識碼：A

0引言

由于聚氨酯硬泡是目前建筑保溫材料中導熱系數最低的，且具有穩定性好、易于施工、環保等優點，是實現我國建筑節能目標的理想保溫材料。但隨著人們安全環保意識的日益增強，對材料阻燃的要求越來越高，具有高效、無煙、低毒、無污染的有機磷系阻燃劑已備受關注，成為當前阻燃劑發展的熱點之一。

三羥甲基氧化膦（THPO）作為一種新型的反應型無鹵有機磷阻燃劑，可以用于聚氨酯的阻燃，但三羥甲基氧化膦與組合料相容性差，導致三羥甲基氧化膦在聚氨酯行業中推廣較慢，因此現在對三羥甲基氧化膦進行改進，增加其在組合料中的相容性。

利用三羥甲基氧化膦、乙酸為原料合成一種新型的磷酸酯類阻燃劑，能很好的用于聚氨酯的阻燃。

1實驗部分

1.1試劑和儀器

試劑：三羥甲基氧化膦（THPO），工業品，湖北興發化工集團股份有限公司自產;甲酸，分析純，西隴化工;儀器：Spcetrum 100型紅外光譜儀，美國PerkinElmer公司;AV400雙通道全數字化傅立葉超導核磁共振譜儀，瑞士Bruker 公司。

1.2合成方法

在裝有恒壓滴液漏斗、溫度計、攪拌桿、回流冷凝管和干燥管（與反應裝置相連）的500ml四口燒瓶中加入一定量的三羥甲基氧化膦和催化劑，開啟攪拌并升溫，升溫至80℃，然后向燒瓶中緩慢滴加乙酸，滴加時間為4h，滴加完畢后，進行保溫反應，反應時間為8h。反應完畢后，向反應瓶內加入少量稀的氫氧化鈉溶液，將PH調至弱堿性，加入無水乙醇，鹽析，然后過濾，減壓蒸餾乙醇，即得到產品，產率為94.2%。

2結果與討論

根據探索性試驗的研究，初步確定了合成反應中THPO與乙酸的摩爾比、THPO含水量、反應溫度、反應時間對產物產率有著直接的影響。

2.1影響因素

2.1.1 THPO與乙酸的摩爾比對產物的影響

在其他條件不變的情況下，考察不同的摩爾比對產率的影響，實驗結果如表1。

由表1可知，THPO與乙酸的摩爾比不同對產物的產率影響較大，當THPO與乙酸的摩爾比為1：0.33時，產物產率較高，當摩爾比為1：0.34和1：0.35時，與目標產物不是同一物質。因此確定THPO與乙酸的摩爾比為1：0.33。

2.1.2 THPO含水量的選擇

在其他條件不變的情況下，考察不同乙酸濃度對產率的影響，實驗結果如表2。

由表2可知，THPO的含水量對產品產率也有一定的影響，含水量越低，目標產物產率越高。

2.1.3反應溫度的選擇

在其他條件不變的情況下，考察不同的反應溫度對產率的影響，實驗結果如表3。

由表3可知，在其他條件不變的情況下，反應溫度在80℃時，產率比反應溫度為70℃時有一個較大的提高，反應溫度為80℃以上，產率無明顯提高，但80℃以上反應得到的產品比80℃反應得到的產品顏色差，是因為三羥甲基氧化膦在80℃以上長時間會有極少量分解，造成顏色變深。根據此試驗從而確定該反應的最佳溫度為80℃。

2.1.4反應時間的選擇

在其他條件不變的情況下，考察滴加時間對產率的影響，實驗結果如表4。

由表4可知，反應時間較短時，反應未完全，轉化率低，所以產率低。隨著反應時間的延長，轉化率升高，時間為4h時，產率達到最高，繼續延長時間，轉化率基本不變，因此，反應時間選擇4h為佳。

3結論

綜上，經過以三羥甲基氧化膦、乙酸為原料，成功合成了一種新型的磷酸酯阻燃劑，在實驗基礎上，我們確定了該反應的最佳工藝條件為：在THPO與乙酸摩爾比為1：0.33，反應溫度為80℃下，滴加反應4小時，保溫反應8h，經過無水乙醇洗滌過濾，得到最終目標產物，最高產率為94.2%。

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