一种五氟苯基膦酸二（五氟苯基）酯阻燃剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯阻燃剂及其制备方法，所述的方法包括如下步骤：五氟溴苯在四氢呋喃中与镁粉进行格氏反应，生成五氟苯基溴化镁，将所述的五氟苯基溴化镁中加入三氯化磷进行反应，生成五氟苯基二氯化膦；所述的五氟苯基二氯化磷在苯基膦酸溶剂下进行高温氧化反应，得到五氟苯基膦酰二氯；所述的五氟苯基膦酰二氯和五氟苯基酚在催化剂和溶剂中进行酯化反应，经碱洗、水洗、分离、除色、蒸馏，得到五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯。本发明专利技术的方法制备了一种新型的阻燃剂，不仅具有优异的阻燃效果，而且还有优异的耐热性、防雾性、拒水性等优点，本发明专利技术的特点：制备方法简单，产率高，生产成本低，适合大规模生产。产。

【技术实现步骤摘要】
一种五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯阻燃剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于阻燃剂
，具体涉及一种五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯阻燃剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]PMMA类材料由于其透明性，且耐冲击性远远强于无机玻璃，所以在飞机玻璃、动车玻璃、汽车玻璃、透镜、潜望镜、眼镜等方面的应用及其广泛。因PMMA类材料属于低折射率材料，普通的溴系阻燃剂、磷系阻燃剂折射率比较高，若用普通的溴系阻燃剂或磷系阻燃剂添加到PMMA类材料中，必然会使PMMA类材料透光性降低、材料的浊度增加；若不添加阻燃剂，PMMA类材料又是可燃材料，必然使其应用受到限制。飞机玻璃、动车玻璃、汽车玻璃都属于高品质用品，透光性、感官性、耐燃性等质量要求非常高。所以制备适配于PMMA类材料的阻燃剂，成为工业界急需解决的问题。甲基膦酸二甲酯(DMMP)阻燃剂可满足普通的阻燃性，但不能同时满足耐高温、防雾、拒水、等性能。
[0003]专利CN104725668A公开了一种含氟苯基及磷酸酯结构的新型磷硅阻燃剂，该阻燃剂含五氟苯基、磷酸酯及磷氧结构。该阻燃剂尽管具有耐高温性，但其防雾、拒水等性能并不突出。不仅飞机玻璃、动车玻璃、汽车玻璃需要很好的防雾、拒水等性能，而且透镜、潜望镜、眼镜等也需要很好的防雾、拒水等性能。
[0004]鉴于以上原因，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术存在的以上问题，本专利技术提供了一种五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯阻燃剂及其制备方法，本专利技术的方法制备了一种全新的阻燃剂，不仅具有优异的阻燃效果，而且还具有优异的耐热性、防雾性、拒水性等性能。
[0006]本专利技术的第一目的，提供了一种五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：
[0007](1)制备五氟苯基二氯化膦：五氟溴苯在四氢呋喃中与镁粉进行格氏反应，生成五氟苯基溴化镁，将所述的五氟苯基溴化镁中加入三氯化磷进行反应，生成五氟苯基二氯化膦；
[0008](2)制备五氟苯基膦酰二氯：所述的五氟苯基二氯化磷在苯基膦酸下进行高温氧化反应，得到五氟苯基膦酰二氯；
[0009](3)制备五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯：所述的五氟苯基膦酰二氯和五氟苯基酚在催化剂下进行酯化反应，经碱洗、水洗、分离、除色、蒸馏，得到五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯。
[0010]进一步的，步骤(1)中格氏反应温度为50
‑
65℃，反应时间为7
‑
8小时。
[0011]进一步的，步骤(1)中五氟溴苯与四氢呋喃的质量比为100：350
‑
510，五氟溴苯与镁粉的摩尔比为1:1
‑
1.05，五氟苯基溴化镁与三氯化磷的摩尔比为1:1.2
‑
1.5。
[0012]进一步的，步骤(1)中五氟苯基溴化镁和三氯化磷反应的温度为75
‑
81℃，反应时间为7
‑
9小时。
[0013]进一步的，步骤(2)中高温氧化反应温度是200
‑
250℃，反应时间为5
‑
7小时，五氟苯基二氯化磷与苯基膦酸质量比为100：200
‑
550。
[0014]进一步的，步骤(3)中五氟苯基膦酰二氯和五氟苯基酚的摩尔比为1:2
‑
2.6，五氟苯基膦酰二氯和五氟苯基酚总质量与催化剂的质量比为100:2
‑
5。
[0015]进一步的，步骤(3)中所述的溶剂为苯、甲苯和二甲苯中的一种，五氟苯基膦酰二氯与溶剂的质量比为100：250
‑
440。
[0016]进一步的，步骤(3)中催化剂为无水三氯化镁、无水三氯化铝、无水三氯化锌和无水溴化镁中的一种。
[0017]进一步的，步骤(3)中碱洗采用质量分数为2
‑
8％碳酸钾水溶液，除色采用活性炭淋洗柱。
[0018]本专利技术的第二目的，提供了一种所述方法制备的五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯阻燃剂。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0020]本专利技术的方法制备了一种新型的五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯阻燃剂，不仅具有优异的阻燃效果，阻燃剂毒性小，而且还有优异的耐热性、防雾性、拒水性等优点，本专利技术的阻燃剂用于生产PMMA类材料，本专利技术的特点：制备方法简单，产率高，生产成本低，适合大规模生产。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。
[0022]实施例1
[0023]本实施例的一种五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯阻燃剂的制备方法，具体包括如下步骤：
[0024](1)制备五氟苯基二氯化膦：
[0025]在500mL反应器中，加入4.9g镁粉、250g四氢呋喃，通氮气，开搅拌，升温至50℃，缓慢滴加49.4g五氟溴苯，反应时间设定为7.5小时，反应结束后，得到五氟苯基溴化镁，缓慢加入到50g三氯化磷中，然后逐渐升温至78℃，回流反应8小时，抽滤除去盐，然后蒸馏除去四氢呋喃及多余的三氯化磷，得五氟苯基二氯化膦，分子量233.49，产率81.5％；
[0026](2)制备五氟苯基膦酰二氯：
[0027]在500mL反应器中，加入46.7g五氟苯基二氯化膦，250g无水苯基膦酸，通氮气搅拌，升温至250℃，缓慢通入纯氧气，观察回流情况，反应6小时后结束，减压蒸出苯基膦酸，得五氟苯基膦酰二氯，分子量284.93，产率96.7％；
[0028](3)制备五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯：
[0029]在500mL反应器中，加入57.0g五氟苯基膦酰二氯、87g五氟苯酚、6g无水氯化铝、
250g甲苯，通氮气开搅拌，升高温度至145℃，回流反应8小时，过程中产生的氯化氢气体，由氮气通过尾管携带至氢氧化钠溶液密封器中，反应结束后，抽滤除去液体中的固体催化剂，减压蒸除溶剂甲苯与多余的五氟苯酚，得粗产品五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯，补加250g甲苯溶解五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯，用4％碳酸钾水溶液溶液，洗至偏碱性，再用去离子水洗至中性，将萃取的液体进入活性炭脱色过滤柱，除掉黄色物质。55℃下旋蒸除去甲苯及少量水，得白色粉末五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯，分子量580.15，产率97.5％，酸值0.018mgKOH/g。
[0030]实施例2
[0031]本实施例的一种五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯阻燃剂的制备方法，具体包括如下步骤：
[0032](1)制备五氟苯基二氯化膦：
[0033]在500mL反应器中，加入4.8g镁粉、172.9g四氢呋喃，通氮气，开本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：(1)制备五氟苯基二氯化膦：五氟溴苯在四氢呋喃中与镁粉进行格氏反应，生成五氟苯基溴化镁，将所述的五氟苯基溴化镁中加入三氯化磷进行反应，生成五氟苯基二氯化膦；(2)制备五氟苯基膦酰二氯：所述的五氟苯基二氯化磷在苯基膦酸下进行高温氧化反应，得到五氟苯基膦酰二氯；(3)制备五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯：所述的五氟苯基膦酰二氯和五氟苯基酚在催化剂和溶剂中进行酯化反应，经碱洗、水洗、分离、除色、蒸馏，得到五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯。2.根据权利要求1所述的五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中格氏反应温度为50
‑
65℃，反应时间为7
‑
8小时。3.根据权利要求1所述的五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中五氟溴苯与四氢呋喃的质量比为100：350
‑
510，五氟溴苯与镁粉的摩尔比为1:1
‑
1.05，五氟苯基溴化镁与三氯化磷的摩尔比为1:1.2
‑
1.5。4.根据权利要求1或3所述的五氟苯基膦酸二(五氟苯基)酯阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中五氟苯基溴化镁和三氯化磷反应的温度为75
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81℃，反应时间为7
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【专利技术属性】
技术研发人员：韩兆让，
申请(专利权)人：长春市兆兴新材料技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：