[发明专利]六氯环三磷腈的合成方法与合成装置，以及三联苯基环磷腈的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃剂，尤其涉及的是，一种六氯环三磷腈的合成方法与合成装置，以及三联苯基环磷腈的制备方法。

背景技术

随着国民经济的发展，塑料制品在高技术领域和日常生活中扮演着越来越重要的角色。然而绝大多数塑料都容易燃烧，由此带来的火灾隐患已成为全球关注的公共安全问题。阻燃塑料的开发利用，大大延长了火灾时的逃生时间，在最大程度上降低了火灾造成的损失。

传统的卤系阻燃剂效率高、价廉，曾经获得广泛的应用。但卤系阻燃剂燃烧过程中放出毒性烟雾和腐蚀性气体容易造成二次污染，并且可能产生致癌物质等，因此已经在世界范围内逐步禁用卤系阻燃剂。为此，无卤阻燃材料的研究和开发倍受人们的重视，并有逐渐取代含卤阻燃材料的趋势。

无机阻燃剂虽然具有价廉、环保的优势，但是大多数无机阻燃剂与有机聚合物的亲和性较差、界面结合力小、分散性差，所以获得满足需要的阻燃性必须采用高添加量。但这会降低聚合物的力学性能，不利于聚合物的加工。同时红磷类阻燃剂会引起聚合物的着色，难以制备浅色产品。有机阻燃剂存在耐热性差、挥发性大、在燃烧时有滴落物产生等缺陷，因此需要开发新型高性能阻燃剂。

无机阻燃剂与有机阻燃剂各有优缺点，实际上他们的许多特性是相互补充的。比如无机阻燃剂与聚合物的相容性不好，而这恰是有机阻燃剂的优点；而有机阻燃剂易迁移，阻燃持久性差，而这又是无机阻燃剂的优点。因此将二者结合起来，设计合成兼具无机-有机阻燃剂优点而相互弥补各自缺陷的阻燃剂，是未来阻燃剂的发展方向之一。而制备有机-无机杂化材料可能是实现这一设想的最佳途径之一。

磷腈类阻燃剂是一类典型的有机-无机杂化阻燃剂。既具有有机阻燃剂的加工优越性和与聚合物基体的相容性，又具有无机阻燃剂环保、高效、适应性强的特点，并且在较高填充量时，对阻燃材料的力学性能影响较小，是目前最具有竞争力和发展前途的一类绿色阻燃剂。因此，有必要进一步研发磷腈类阻燃剂。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型的阻燃剂，其包括六氯环三磷腈的合成方法与合成装置，以及三联苯基环磷腈的制备方法。

本发明的技术方案如下：一种六氯环三磷腈的合成方法，其包括以下步骤：A1、在陶瓷反应釜中加入粉末状的氯化铵与五氯化磷，其重量比为900至1500∶3000；A2、加入氯化锌，加热搅拌反应，在搅拌的过程中不断滴入缚酸剂；其中，氯化锌与五氯化磷的重量比为20至35∶3000，缚酸剂与五氯化磷的重量比为30至50∶3000，反应温度为65至150℃，反应时间为1.5至2.5小时；A3、采用密闭式螺杆输送至升华提纯设备，加热温度为125至135℃，升华得到所述六氯环三磷腈。

优选的，所述合成方法中，步骤A1之前，采用超声粉碎方式，将所述氯化铵和/或所述五氯化磷粉碎成为粉末状。

优选的，所述合成方法中，步骤A2中，还执行以下步骤：A21、回收反应气体；并且，步骤A3之后，还执行以下步骤：A31、回收副产品，并与酚类、胺类或醇类进行取代反应。

优选的，所述合成方法中，所述氯化铵、所述五氯化磷、所述氯化锌、所述缚酸剂的重量比为1000∶3000∶30∶40。

优选的，所述合成方法中，所述缚酸剂为固体无机碱、吡啶、α-甲基吡啶、喹啉或其组合。

优选的，所述合成方法中，所述氯化铵为2kg、所述五氯化磷为6kg、所述氯化锌为25g，所述缚酸剂为40ml的吡啶，所述反应温度为70℃，所述反应时间为2小时，所述加热温度为132℃。

本发明的另一技术方案是，一种三联苯基环磷腈的制备方法，其包括任一上述合成方法，并且，在步骤A3之后，还执行以下步骤：在反应装置中依次加入干燥的四氢呋喃3100至3150份，六氯环三磷腈95至105份，联苯二酚245至255份，碳酸钾450至460份，水浴加热搅拌回流2.5至3.5小时，水浴温度为58至62℃；将反应装置改成蒸馏装置，蒸出至少一半的四氢呋喃；剩余的固体和液体倒入7700至8300份的蒸馏水中，搅拌4至6分钟，得到白色絮状沉淀，然后使用乙酸乙酯进行重结晶，得到所述三联苯基环磷腈。