一种含氟苯基膦酸铝聚合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含氟苯基膦酸铝聚合物及其制备方法，包括如下步骤：将五氟溴苯、4,4'

【技术实现步骤摘要】
一种含氟苯基膦酸铝聚合物及其制备方法


[0001]本专利技术属于高分子材料
，具体涉及一种含氟苯基膦酸铝聚合物及其制备方法。

技术介绍

[0002]由于磷系阻燃剂毒性小、阻燃效果好，使用量不断增加。所以，各种磷酸或膦酸酯阻燃剂新品种层出不穷。苯基次膦酸铝分子量为450.235，初始分解温度350℃，色白、无毒，热稳定性、水解稳定性都很好，无挥发性，耐油性能好，用其制成的产品在加工中不引起聚合物的分解，也不影响塑料模制组合物且耐寒耐候性强。与其他阻燃剂协同使用可以优势互补，对机体物质具有催化成炭作用，增强阻燃性能，是一种高效的协效阻燃剂。
[0003]目前，阻燃剂均是做成小分子添加剂，添加量往往达到10
‑
40％，苯基次膦酸铝属于小分子有机膦酸盐，小分子阻燃剂的添加，必然会影响有机材料的性能，比如耐冲击性、耐磨性、拒水性、耐热性等。
[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含氟苯基膦酸铝聚合物及其制备方法，本专利技术的方法制备的含氟苯基膦酸铝聚合物不仅具有优异的阻燃效果，而且还有优异的耐热性、耐冲击性、耐磨性、拒水防雾等性能。
[0006]本专利技术的第一目的，提供了一种含氟苯基膦酸铝聚合物的制备方法，所述的方法包括如下步骤：
[0007](1)五氟苯基二氯化膦的制备：将五氟溴苯在溶剂中与镁粉反应得到五氟苯基溴化镁，所述的五氟苯基溴化镁与过量的三氯化磷进行格氏反应，得到五氟苯基二氯化膦；
[0008](2)双(五氟苯基)氯化膦和4,4'
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八氟联苯基双(五氟苯基氯化膦)的制备：将4,4'
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二溴八氟联苯在溶剂中与镁粉反应制得4,4'
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八氟联苯基双(溴化镁)，五氟苯基溴化镁或所述的4,4'
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八氟联苯基双(溴化镁)与过量的五氟苯基二氯化膦进行格氏反应，得到双(五氟苯基)氯化膦或4,4'
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八氟联苯基双(五氟苯基氯化膦)；
[0009](3)双(五氟苯基)膦酰氯及4,4'
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八氟联苯基双(五氟苯基膦酰氯)的制备：将所述的双(五氟苯基)膦酰氯或所述的4,4'
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八氟联苯基双(五氟苯基氯化膦)在苯基膦酸中进行高温氧化，生成双(五氟苯基)膦酰氯或4,4'
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八氟联苯基双(五氟苯基膦酰氯)；
[0010](4)含氟苯基膦酸铝聚合物的制备：在温度为0
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20℃下，所述的双(五氟苯基)膦酰氯、4,4'
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八氟联苯基双(五氟苯基膦酰氯)和氢氧化铝在甲苯中进行反应后，过滤出三氯化铝，再升温至121
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141℃下脱水反应6
‑
10小时，蒸出甲苯，得到所述的含氟苯基膦酸铝聚合物。
[0011]进一步的，步骤(1)和(2)中所述的溶剂为四氢呋喃或2
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甲基四氢呋喃中的一种或两种。
[0012]进一步的，步骤(1)中五氟溴苯与镁粉的反应温度为50
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65℃，反应时间为5
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7小时，格氏反应的温度为71
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86℃，反应时间为6
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8小时。
[0013]进一步的，步骤(1)中五氟溴苯与镁粉的摩尔比为1:1.0
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1.1，五氟溴苯和镁粉总质量与溶剂的质量比为100:350
‑
500，五氟苯基溴化镁与三氯化磷的摩尔比1:5
‑
7。
[0014]进一步的，步骤(2)中4,4'
‑
二溴八氟联苯与镁粉的反应温度为50
‑
65℃，反应时间为5
‑
7小时，格氏反应的温度为71
‑
86℃，反应时间为6
‑
8小时。
[0015]进一步的，步骤(2)中4,4'
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二溴八氟联苯与镁粉的摩尔比为1:2.0
‑
2.2，4,4'
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二溴八氟联苯和镁粉总质量与溶剂的质量比为100:350
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500，五氟苯基溴化镁与五氟苯基二氯化膦摩尔比1:4
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6，4,4'
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八氟联苯基双(溴化镁)与五氟苯基二氯化膦摩尔比1:3
‑
5。
[0016]进一步的，步骤(3)中双(五氟苯基)膦酰氯或4,4'
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八氟联苯基双(五氟苯基氯化膦)与苯基膦酸的质量比为100:150
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250。
[0017]进一步的，步骤(3)中高温氧化的温度为240
‑
260℃，氧化时间为6
‑
7小时。
[0018]本专利技术中的苯基膦酸起到作为溶剂又作为催化剂的作用，高温氧化时通入纯度为99.99％的氧气。
[0019]进一步的，步骤(4)中4,4'
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八氟联苯基双(五氟苯基膦酰氯)与双(五氟苯基)膦酰氯的摩尔比为1:0.51
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0.99，氢氧化铝与双(五氟苯基)膦酰氯和4,4'
‑
八氟联苯基双(五氟苯基膦酰氯)中总氯离子的摩尔比为1:1.47
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1.53。
[0020]本专利技术中双(五氟苯基)膦酰氯、4,4'
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八氟联苯基双(五氟苯基膦酰氯)与部分氢氧化铝反应生成双(五氟苯基)膦酸、4,4'
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八氟联苯基双(五氟苯基膦酸)和三氯化铝，生成的三氯化铝先经过滤移除，双(五氟苯基)膦酸、4,4'
‑
八氟联苯基双(五氟苯基膦酸)与剩余的氢氧化铝在121
‑
141℃温度下进行脱水反应(由甲苯带水)，制备得到含氟苯基膦酸铝聚合物。
[0021]本专利技术的第二目的，提供了一种所述方法制备的含氟苯基膦酸铝聚合物，所述的含氟苯基膦酸铝聚合物的重均分子量≥5.58
×
106。
[0022]本专利技术制备的含氟苯基膦酸铝聚合物为灰白色粉末，所述的含氟苯基膦酸铝聚合物的具体的化学结构式如下所示：
[0023][0024]其中，
[0025]R为R'为为连接键。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0027]本专利技术的方法合成了一种新型的高分子聚合物，所述的含氟苯基膦酸铝聚合物不仅具有优异的阻燃效果，而且还有优异的耐热性、耐冲击性、耐磨性、拒水防雾等性能，可以用于制备高温阻燃器械或用具，高精密仪器仪表防水防爆罩，飞机及汽车玻璃，另外，本专利技术的制备方法简单，产率高，且生产成本低，可以大规模生产。
具体实施方式
[0028]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本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含氟苯基膦酸铝聚合物的制备方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：(1)五氟苯基二氯化膦的制备：将五氟溴苯在溶剂中与镁粉反应得到五氟苯基溴化镁，所述的五氟苯基溴化镁与过量的三氯化磷进行格氏反应，得到五氟苯基二氯化膦；(2)双(五氟苯基)氯化膦和4,4'
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八氟联苯基双(五氟苯基氯化膦)的制备：将4,4'
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二溴八氟联苯在溶剂中与镁粉反应制得4,4'
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八氟联苯基双(溴化镁)，五氟苯基溴化镁或所述的4,4'
‑
八氟联苯基双(溴化镁)与过量的五氟苯基二氯化膦进行格氏反应，得到双(五氟苯基)氯化膦或4,4'
‑
八氟联苯基双(五氟苯基氯化膦)；(3)双(五氟苯基)膦酰氯及4,4'
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八氟联苯基双(五氟苯基膦酰氯)的制备：将所述的双(五氟苯基)膦酰氯或所述的4,4'
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八氟联苯基双(五氟苯基氯化膦)在苯基膦酸中进行高温氧化，生成双(五氟苯基)膦酰氯或4,4'
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八氟联苯基双(五氟苯基膦酰氯)；(4)含氟苯基膦酸铝聚合物的制备：在温度为0
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20℃下，所述的双(五氟苯基)膦酰氯、4,4'
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八氟联苯基双(五氟苯基膦酰氯)和氢氧化铝在甲苯中进行反应后，过滤出三氯化铝，再升温至121
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141℃下脱水反应6
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10小时，蒸出甲苯，得到所述的含氟苯基膦酸铝聚合物。2.根据权利要求1所述的含氟苯基膦酸铝聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)和(2)中所述的溶剂为四氢呋喃或2
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甲基四氢呋喃中的一种或两种。3.根据权利要求1或2所述的含氟苯基膦酸铝聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中五氟溴苯与镁粉的反应温度为50
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65℃，反应时间为5
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7小时，格氏反应的温度为71
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86℃，反应时间为6
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8小时。4.根据权利要求1所述的含氟苯基膦酸铝聚合物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中五氟溴苯与镁粉的摩尔比为1:1.0
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1.1，五氟溴苯和镁粉总质量与溶剂的质量...

【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：