專利名稱：磷氮阻燃劑螺環(huán)磷酰四氫吡咯的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磷氮阻燃劑的合成方法。
背景技術(shù)：
隨著材料合成工業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)其阻燃安全性的要求越來(lái)越高，因此，對(duì)阻燃劑的開(kāi)發(fā)和研究逐漸成為熱點(diǎn)。1963年，Ratz等人用季戊四醇和三氯氧磷合成了螺環(huán)磷酰氯(化學(xué)名稱是3,9- _■氣-2,4,8,10-四氣代-3,9- _■憐螺環(huán)-3,9- _■氧[5. 5]十一燒)。在2002年,李斌,孫才英等人改善了其合成方法，使反應(yīng)更加穩(wěn)定，產(chǎn)量更高，并申請(qǐng)了專利號(hào)為ZL02133071. 9的中國(guó)發(fā)明專利。螺環(huán)磷酰氯是一種籠狀結(jié)構(gòu)，并且是高度對(duì)稱，它在燃燒的過(guò)程中生成大量的炭，并且產(chǎn)生酸，因此，螺環(huán)磷酰氯是集炭源、酸源于一身。同時(shí)螺環(huán)磷酰氯可以作為中間體，合成一系列含磷、含氮的膨脹型阻燃劑。由于氮元素的加入，提高了其熱穩(wěn)定性、煙生成量降低、吸潮性降低等協(xié)效作用。并且磷氮膨脹型阻燃劑在加熱過(guò)程中形成一層酸的保護(hù)膜，接著形成泡沫狀的、致密的炭層，起到了阻隔空氣和絕熱的作用。同時(shí)它還提高了與被阻燃材料的相容性。但通常的集“炭源、酸源、氣源”于一身的膨脹型阻燃劑都易水解，從而影響阻燃材料的阻燃性能。

現(xiàn)有膨脹型磷氮阻燃劑，合成所需原料多導(dǎo)致操作過(guò)程繁瑣、成本高，不適用于工業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決現(xiàn)有膨脹型磷氮阻燃劑合成所需原料多導(dǎo)致操作過(guò)程繁瑣、成本高的技術(shù)問(wèn)題，而提供磷氮阻燃劑螺環(huán)磷酰四氫吡咯的合成方法。本發(fā)明的磷氮阻燃劑螺環(huán)磷酰四氫吡咯的合成方法按以下步驟進(jìn)行a、以螺環(huán)磷酰氯和四氫吡咯為原料，在丙酮中進(jìn)行回流反應(yīng)；其中螺環(huán)磷酰氯與四氫吡咯的摩爾比為1: (4 4. 6)，螺環(huán)磷酰氯與丙酮的用量比是Ig : (10 18)ml，反應(yīng)溫度控制在50 60°C，反應(yīng)時(shí)間為6 8h ;b、冷卻至室溫后過(guò)濾，再進(jìn)行洗滌，洗滌后用
蒸餾水重結(jié)晶，最后在真空干燥器中干燥，得到螺環(huán)磷酰四氫吡咯，其反應(yīng)方程式為
權(quán)利要求
1.磷氮阻燃劑螺環(huán)磷酰四氫吡咯的合成方法，其特征在于該合成方法按以下步驟進(jìn)行 a、以螺環(huán)磷酰氯和四氫吡咯為原料，在丙酮中進(jìn)行回流反應(yīng)；其中螺環(huán)磷酰氯與四氫吡咯的摩爾比為1: (4 4. 6)，螺環(huán)磷酰氯與丙酮的用量比是Ig (10 18)ml，反應(yīng)溫度控制在50 60°C，反應(yīng)時(shí)間為6 8h ;b、冷卻至室溫后過(guò)濾，再進(jìn)行洗滌，洗滌后用蒸餾水重結(jié)晶，最后在真空干燥器中干燥，得到螺環(huán)磷酰四氫吡咯，其反應(yīng)方程式為
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷氮阻燃劑螺環(huán)磷酰四氫吡咯的合成方法，其特征在于反應(yīng)過(guò)程中先將螺環(huán)磷酰氯加入到丙酮中，再攪拌狀態(tài)下逐滴加入四氫吡咯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磷氮阻燃劑螺環(huán)磷酰四氫吡咯的合成方法，其特征在于反應(yīng)過(guò)程中當(dāng)螺環(huán)磷酰氯在丙酮中完全溶解后再逐滴加入四氫吡咯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磷氮阻燃劑螺環(huán)磷酰四氫吡咯的合成方法，其特征在于反應(yīng)過(guò)程中逐滴加入四氫吡咯，滴加完畢后，再進(jìn)行加熱回流反應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磷氮阻燃劑螺環(huán)磷酰四氫吡咯的合成方法，其特征在于反應(yīng)過(guò)程中所述的洗滌時(shí)用冰水和丙酮進(jìn)行洗滌。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磷氮阻燃劑螺環(huán)磷酰四氫吡咯的合成方法，其特征在于螺環(huán)磷酰氯與四氫吡咯的摩爾比為1: 4.3。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磷氮阻燃劑螺環(huán)磷酰四氫吡咯的合成方法，其特征在于螺環(huán)磷酰氯與丙酮的用量比是Ig 14mlο
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磷氮阻燃劑螺環(huán)磷酰四氫吡咯的合成方法，其特征在于反應(yīng)溫度為55°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磷氮阻燃劑螺環(huán)磷酰四氫吡咯的合成方法，其特征在于反應(yīng)時(shí)間為7h。
全文摘要
磷氮阻燃劑螺環(huán)磷酰四氫吡咯的合成方法，它涉及一種磷氮阻燃劑的合成方法，本發(fā)明是為解決現(xiàn)有膨脹型磷氮阻燃劑合成所需原料多導(dǎo)致操作過(guò)程繁瑣、成本高的技術(shù)問(wèn)題，合成方法如下先將螺環(huán)磷酰氯加入到丙酮中，在攪拌狀態(tài)下逐滴加入四氫吡咯，滴加完畢后，再進(jìn)行加熱回流反應(yīng)，然后用冰水和丙酮進(jìn)行洗滌，得到螺環(huán)磷酰四氫吡咯，方法操作簡(jiǎn)單，節(jié)約成本，產(chǎn)物在800℃時(shí)仍有30％的殘余量，說(shuō)明阻燃劑在高溫下形成的炭層具有很好的穩(wěn)定性，炭層在被阻燃的材料表面阻隔了與空氣的接觸，對(duì)高分子材料起到很好的阻燃效果，產(chǎn)率達(dá)75％以上，是集炭源、酸源、氣源為一體的膨脹型阻燃劑，應(yīng)用于膨脹型磷氮阻燃劑領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C08K5/5399GK103044488SQ201310010909
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者孫才英, 宋秋麗, 王紅, 陳佩佩, 張依夏 申請(qǐng)人:東北林業(yè)大學(xué)