本发明专利技术涉及一种阻燃剂三羟甲基硫化膦笼状亚磷酸酯化合物的制备方法，该化合物结构如下式所示：制备方法为：氮气保护下，将等摩尔的三氯化磷和三羟甲基硫化膦，在0℃以下充分混合均匀，升温至35℃保温1h，再升温至60-80℃保温反应5-10h，排尽氯化氢，经纯化处理，得三羟甲基硫化膦笼状亚磷酸酯。本发明专利技术化合物含磷量高，阻燃性能优良，适合用作聚酯、聚氨酯、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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种有机膦， 具体涉及一种4-硫代-2,6, 7-三氧杂-1，4-二磷杂双环辛烷化合物的制备方法， 该化合物适合用作聚酯、聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂、聚烯烃等材料的阻燃剂。
技术介绍
随着科学技术的发展，高分子材料的应用越来越广泛。又由于高分子材料本身的 易燃性，常引起火灾，对人们的生命财产造成了很严重的威胁，因而促进了阻燃剂及阻燃材 料的迅速发展。卤系阻燃剂虽然阻燃效果好，但燃烧时产生大量有毒气体，从而造成二次伤 害；无机阻燃剂虽克服了以上缺点，但添加量大，严重恶化材料的力学性能。磷系阻燃剂特 别是有机膦系阻燃剂具有低毒、低烟、分解温度高、阻燃性能优良等优点，且对材料的机械 和物理性能影响小，因此，对有机膦系阻燃剂的研究已成为最具有发展前景的方向之一。 本专利技术公开了一种有机膦阻燃剂三羟甲基硫化膦笼状亚磷酸酯化合物的制备方 法。本专利技术化合物为笼状结构，分子中的有机膦键（C-P键）需要在很高的温度下才能断裂， 增强了化合物的稳定，笼环结构对化合物的稳定性也有贡献。其含磷量高、磷硫双元素协同 阻燃效果好、加工性能优良，有较好的开发前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种有机膦阻燃剂三羟甲基硫化膦笼状亚磷酸酯化合物 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，可克服现有技术 中的不足。其技术方案如下： 该方法为： 在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管和氯化氢吸收装置的反应器中，氮气保护 下，加入有机溶剂和三羟甲基硫化膦，冷却到〇°C以下，滴加与三羟甲基硫化膦相同摩尔的 三氯化磷，在不反应的温度下充分混合均匀，而后升温至15°C开始明显放出氯化氢，升温至 35°C保温lh，再升温至60-80°C反应6-10h，使氯化氢放完，减压蒸馏除去有机溶剂，经纯化 处理，得产品三羟甲基硫化膦笼状磷酸酯。 该方法还可为： 在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管和氯化氢吸收装置的反应器中，氮气保护 下，将等摩尔的三氯化磷和三羟甲基硫化膦在不反应的温度〇°C以下充分混合均匀，升温至 15 °C开始明显放出氯化氢，升温至35 °C保温Ih，再升温至60-80 °C反应5-8h，至无氯化氢产 生，再真空使氯化氢排尽，经纯化处理，得产品三羟甲基硫化膦笼状亚磷酸酯。 如上所述的有机溶剂为乙腈、苯、四氢呋喃或氯仿，其用量体积毫升数为三羟甲基 硫化膦质量克数的2-5倍。 如上所述的纯化处理为加入理论产品质量克数2-3倍体积毫升数的冰水，搅拌 下，滴加5%的碳酸钠溶液，使反应体系pH= 7,产品固体分散于水中，过滤，冰水淋洗、抽 干、真空干燥。 本专利技术有机膦阻燃剂三羟甲基硫化膦笼状亚磷酸酯为淡黄色固体，产品收率为 75. 9%-93. 6%，熔点：87±2°C，分解温度：279±5°C。其适合用作聚酯、聚氨酯、环氧树脂、 不饱和树脂、聚烯烃等材料的阻燃剂，该有机膦阻燃剂三羟甲基硫化膦笼状亚磷酸酯的制 备工艺原理如下式所示： 与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于： ①本专利技术有机膦阻燃剂三羟甲基硫化膦笼状亚磷酸酯化合物含磷量高达33. 7%， 含硫量达到17. 4%，总有效阻燃元素含量高达51. 1 %，其含有笼环结构，对称性好，稳定性 好，分解温度高，磷硫双元素协同阻燃效能高，并且与高分子材料的相容性好，加工性能优 良。 ②本专利技术有机膦阻燃剂三羟甲基硫化膦笼状亚磷酸酯化合物使用的原料三羟甲 基硫化膦本身就是一种优良的反应型有机膦阻燃剂，与三氯化磷反应，又引入多酯结构，同 时又提高了磷的含量，使产品获得较好的阻燃性的同时又赋予了产品具有抗氧的作用。 ③本专利技术有机膦为一步 反应，工艺简单，设备投资少，操作方便，成本低，易于规模化转化和生产。【附图说明】 为了进一步说明产品的结构和性能特给出如下附图。 1、三羟甲基硫化膦笼状亚磷酸酯的红外光谱图，详见说明书附图图1; 图1表明，在2936cm1处为亚甲基C-H键的伸缩振动峰；1408cm1处为亚甲基C-H 键的弯曲振动峰；1205cm1和1187cm1处为C-O键的伸缩振动峰；986cm1处为P-O键的伸 缩振动峰；858cm1处为C-P键的伸缩振动峰；695cm1处为P=S双键的伸缩振动峰。 2、三羟甲基硫化膦笼状亚磷酸酯的核磁光谱图，详见说明书附图图2 ; 图2表明，氘代二甲亚砜作溶剂，S3. 65-3. 85处为亚甲基的H峰；S2. 50处为氘 代二甲亚砜溶剂的H峰。 3、三羟甲基硫化膦笼状亚磷酸酯的差热图，详见说明书附图图3 ; 图3表明，温度为279°(：开始失重；失重率50%时，温度为434°(：;到终止温度 800°C时仍有33%的残余物，说明产品有较好的热稳定性。 具体实施例 以下结合【具体实施方式】对本专利技术的技术方案做进一步说明。 实施例1在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管并在冷凝管上口接有氯化氢吸 收装置的100mL四口烧瓶中，用氮气赶尽瓶内的空气，加入15. 60g(0.Imol)三羟甲基硫 化膦，冷却至〇°C以下，搅拌下滴加13. 73g(0.Imol)三氯化磷，使其充分混合均匀，升温至 15°C，开始有氯化氢放出，升温至35°C保温lh，再升温至80°C保温反应7h，待无氯化氢放 出，再真空使氯化氢排尽，加入50ml冰水，搅拌下，滴加5 %的碳酸钠溶液，使反应体系pH= 7,产品固体分散于水中，过滤，滤饼用IOml冰水淋洗，压实抽干，滤饼真空干燥，得淡黄色 固体三羟甲基硫化膦笼状亚磷酸酯，产率为79. 4 %，熔点：87 ± 2°C，分解温度：279 ± 5°C。 实施例2在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管并在冷凝管上口接有氯化氢吸 收装置的100mL四口烧瓶中，用氮气赶尽瓶内的空气，加入15. 60g(0.Imol)三羟甲基硫 化膦，冷却至〇°C以下，搅拌下滴加13. 73g(0.Imol)三氯化磷，使其充分混合均匀，升温至 15°C，开始有氯化氢放出，升温至35°C保温lh，再升温至60°C保温反应10h，待无氯化氢放 出，再真空使氯化氢排尽，加入40ml冰水，搅拌下，滴加5 %的碳酸钠溶液，使反应体系pH= 7,产品固体分散于水中，过滤，当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种有机膦阻燃剂三羟甲基硫化膦笼状亚磷酸酯化合物的制备方法，其特征在于，该方法为：在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管和氯化氢吸收装置的反应器中，氮气保护下，加入有机溶剂和三羟甲基硫化膦，冷却到0℃以下，滴加与三羟甲基硫化膦相同摩尔的三氯化磷，充分混合均匀，而后升温至15℃开始明显放出氯化氢，升温至35℃保温1h，再升温至60‑80℃反应6‑10h，使氯化氢放完，减压蒸馏除去有机溶剂，经纯化处理，得产品三羟甲基硫化膦笼状磷酸酯，该化合物的结构如下式所示：
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王彦林，杨珂珂，
申请(专利权)人：苏州凯马化学科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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