[发明专利]阻燃剂硫代磷酸三（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硫代磷酸三(硅硫代膦酰杂环亚甲基)酯化合物及其制备方法，该化合物结构如下式所示：制备方法为：用氮气保护下，20℃下，将二甲基硅酸三羟甲基硫化膦环状酯溶于有机溶剂中，再滴加三氯硫磷，控制三氯硫磷与二甲基硅酸三羟甲基硫化膦环状酯的摩尔比为1∶3‑1∶3.6，滴加过程控制温度不超过60℃，滴完升温到100‑150℃，保温反应8‑12h，使氯化氢放完，经纯化处理，得硫代磷酸三(硅硫代膦酰杂环亚甲基)酯。本发明化合物磷、硅、硫三元素协同阻燃，阻燃效能高，适合用作聚酯、聚氨酯、聚酰胺、环氧树脂、不饱和树脂、聚烯烃等的阻燃剂。并且制备方法为一步反应，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硫代磷酸三(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硫代磷酸三[1，1-二甲基-1-硅杂-2，6-二氧杂-4-硫基-4-膦杂-(4)-亚甲基]酯，该化合物适合用作聚酯、聚氨酯、聚酰胺、环氧树脂、不饱和树脂、聚烯烃等材料的阻燃剂。

背景技术

随着高分子材料的快速发展，阻燃材料的应用越来越广泛，而由于人们安全意识的增强，对阻燃剂又提出了更高的要求，在强调阻燃材料具有良好的阻燃性能的同时，还要求其对环境具有友好性，因而阻燃剂的无卤化已成为研究的热点之一，由此促进了磷、氮、硅等绿色环保型阻燃剂的发展。传统的卤系阻燃剂虽然具有较好的阻燃性能，且价格适中，但其在燃烧时产生的二噁英等有毒气体会对人们的生命安全造成二次危害。因此，环境友好型阻燃剂的开发越来越受到人们的青睐，特别是有机膦、硅系阻燃剂因其具有高效、低毒等优点，在环保要求越来越高的今天，更受到人们的重视，对有机膦、硅系阻燃剂的研究已成为最具有发展前景的方向之一。

本发明公开了一种有机膦、硅、硫阻燃剂硫代磷酸三(硅硫代膦酰杂环亚甲基)酯化合物及其制备方法，其制备方法是以三氯硫磷和二甲基硅酸三羟甲基硫化膦环状酯为原料，一步法制备该化合物，工艺简单，设备投资少，操作方便，易转化为工业化生产；本发明阻燃剂是多磷、多硅结构，又引入了阻燃元素硫，磷、硅、硫三元素协同阻燃效果更好，有较好的应用开发前景。

发明内容

本发明的目的之一在于提出一种阻燃剂硫代磷酸三(硅硫代膦酰杂环亚甲基)酯化合物，其物化性能稳定，无毒，磷、硅、硫三元素协同阻燃效能高，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：

一种阻燃剂硫代磷酸三(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阻燃剂硫代磷酸三(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，设备投资少，易于规模化生产，且原料廉价易得，成本低廉。其技术方案如下：

该方法为：

在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝器并在冷凝器上口接有氯化氢吸收装置的反应器中，用氮气赶尽反应器内的空气，20℃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完全溶解分散后，再滴加三氯硫磷，控制三氯硫磷与二甲基硅酸三羟甲基硫化膦环状酯的摩尔比为1∶3-1∶3.6，滴加过程控制温度不超过60℃，滴完升温到100-150℃，保温反应8-12h，使氯化氢放完，减压蒸馏除去溶剂，得浑浊的粘性液体；再将粗产物倒入产物理论质量克数3倍体积毫升数的冰水中，快速搅拌30min，抽滤，并用产物理论质量克数1.5倍体积毫升数的水淋洗，滤饼真空干燥得产物硫代磷酸三(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：