[发明专利]阻燃剂二苯基次膦酸硅硫代膦酰杂环亚甲基酯化合物及其制备方法

说明书

本发明涉及一种阻燃剂二苯基次膦酸硅硫代膦酰杂环亚甲基酯化合物及其制备方法，该化合物的结构如下式所示：制备方法为：在有机溶剂中控制二苯基次膦酰氯与二甲基硅酸三羟甲基硫化膦环状酯的摩尔比为1.0∶1.0～1∶1.25，升温到115‑135℃，保温反应9‑12h，待氯化氢放完，经纯化处理，得白色固体阻燃剂二苯基次膦酸硅膦杂环亚甲基酯。本发明化合物是优良的无卤硅、磷、硫三元素协同阻燃剂，可用作聚酰胺、聚氨酯、聚酯、环氧树脂、不饱和树脂、聚烯烃等材料的阻燃剂。其工艺简单，设备投资少，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种阻燃剂二苯基次膦酸硅硫代膦酰杂环亚甲基酯化合物及其制备方法，具体涉及一种阻燃剂二苯基次膦酸(1，1-二甲基-1-硅杂-2，6-二氧杂-4-硫基-4-膦杂-<4>-亚甲基)酯化合物及其制备方法，该化合物是含有硅、磷两种阻燃元素的阻燃剂，可用作聚酰胺、聚氨酯、聚酯、环氧树脂、不饱和树脂、聚烯烃等材料的阻燃剂。

背景技术

为了满足防火的要求，对高分子材料的阻燃研究显得越来越重要。有机硅系阻燃剂具有无毒、低烟、环境友好、成炭性好等优点；有机磷系阻燃剂适应了无卤化的要求，部分还能赋予增塑作用，能改善高分子材料加工成型过程中的流动性，是实现阻燃剂无卤化的主体，因此已成为研究的热点。

本发明公开了一种阻燃剂二苯基次膦酸硅硫代膦酰杂环亚甲基酯化合物及其制备方法，该化合物采用二苯基次膦酰氯和二甲基硅酸三羟甲基硫化膦环状酯为原料制备而成。阻燃剂二苯基次膦酸硅硫代膦酰杂环亚甲基酯含有磷、硅硫三种阻燃元素，结构对称性好，分解温度高，与高分子材料相容性好，且原料易得，应用范围广，有很好的应用和开发前景。

发明内容

本发明的目的之一在于提出一种有阻燃剂二苯基次膦酸硅硫代膦酰杂环亚甲基酯化合物，其物化性能稳定，分解温度高，无毒，阻燃效能高，与高分子材料相容性好，可克服现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种阻燃剂二苯基次膦酸硅硫代膦酰杂环亚甲基酯化合物，其特征在于，该化合物的结构如下式所示：

本发明的另一目的在于提出一种有机硅膦阻燃剂二苯基次膦酸硅硫代膦酰杂环亚甲基酯化合物的制备方法，该方法为一步反应，工艺简单，操作方便，设备投资少，易于规模化生产。其技术方案如下：

在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝器和氯化氢吸收装置的反应器中，氮气保护下，加入二甲基硅酸三羟甲基硫化膦环状酯和有机溶剂，待二甲基硅酸三羟甲基硫化膦环状酯分散溶解后，加入二苯基次膦酰氯，控制二苯基次膦酰氯与二甲基硅酸三羟甲基硫化膦环状酯的摩尔比为1∶1～1∶1.25，升温到115-135℃，保温反应9-12h，待氯化氢放完，停止反应，用缚酸剂吡啶或三乙胺调整反应体系pH＝5-6，减压蒸馏除去有机溶剂(回收使用)，在粗产物中加入产物理论克数3-4倍体积毫升数的乙醇进行加热溶解，冷却、结晶，过滤，真空干燥后得白色固体阻燃剂二苯基次膦酸硅硫代膦酰杂环亚甲基酯。

如上所述的二甲基硅酸三羟甲基硫化膦环状酯为1，1-二甲基-1-硅杂-2，6-二氧杂-4-硫基-4-膦杂-4-羟甲基环己烷，其化学结构式如下：

如上所述的有机溶剂为二乙二醇二甲醚、环己酮、苯甲醚或二甲亚砜，其用量体积毫升数是二甲基硅酸三羟甲基硫化膦环状酯质量克数的8-12倍。

阻燃剂二苯基次膦酸硅硫代膦酰杂环亚甲基酯为白色固体，产率得率为90.2％～95.0％，熔点为199±2℃，分解温度为398±5℃。其适合用作聚酰胺、聚氨酯、聚酯、环氧树脂、不饱和树脂、聚烯烃等材料的阻燃剂。该化合物的制备原理如下式所示：

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：