一种烷基亚膦酸复合盐及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种烷基亚膦酸复合盐及其制备方法和应用。所述烷基亚膦酸复合盐是包括烷基亚膦酸盐、结晶水和氢氧根形成的复盐，任选地，还可以是包括烷基亚膦酸氢盐和/或亚磷酸盐的复盐。所述复合盐作为阻燃协效剂与二乙基次膦酸铝进行复配作为阻燃剂，应用于PA66、PA6阻燃中可以有效提高其凝固相阻燃效果，燃烧后的碳层结构致密完整，同时可以有效减少阻燃尼龙注塑过程中易产生模垢的现象，可以拓展阻燃尼龙的应用领域。阻燃尼龙的应用领域。阻燃尼龙的应用领域。

【技术实现步骤摘要】
一种烷基亚膦酸复合盐及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于有机合成
，具体涉及一种烷基亚膦酸复合盐及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]亚磷酸铝由于与二乙基次磷酸铝有很好的阻燃协同性，且其水溶性和酸性较低，目前被广泛用作阻燃协同剂，应用于玻纤增强工程塑料中，比如尼龙、聚酯等体系中，具有较好的阻燃性。CN 104114485 A中公开亚磷酸氢铝与铝盐的混合物与纯亚磷酸铝相比显著更加稳定，但是由于亚磷酸铝和亚磷酸氢铝中含有磷氢键，由于磷氢键的还原性较强，导致亚磷酸铝和亚磷酸氢铝的热稳定性较差；且在高温分解过程中容易产生剧毒且在空气中易燃的磷化氢气体，存在较大的安全隐患；同时亚磷酸铝为无机盐，其与高分子材料基体之间的相容性较差，作为协效阻燃剂添加量增大会对基体的机械性能和加工性能影响较大，严重限制了亚磷酸铝的应用。
[0003]CN105646938A中公开烷基亚膦酸铝相比于亚磷酸铝，通过采用磷碳键取代磷氢键，提高了烷基亚膦酸铝与树脂基体材料的相容性，同时在分解过程中不产生剧毒易燃的磷化氢气体，且烷基亚膦酸铝具有更高的热稳定性。
[0004]亚磷酸铝和烷基亚膦酸铝作为二乙基次膦酸铝的阻燃协效剂，其本身并不具备良好的阻燃性能，但是它们都可以一定程度的提高二乙基次膦酸的阻燃效率。烷基亚膦酸铝与二乙基次膦酸铝的阻燃体系可以有效降低树脂加工过程中导致的螺杆腐蚀，同时其阻燃的聚合物基体白度较佳。
[0005]火灾过程中，致人死亡的大部分是由于火灾过程中的烟气导致，而凝固相阻燃效果越好，对火灾过程中烟气的降低程度越大，即同等的阻燃等级下，凝固相阻燃效果越好越有助于其应用。在实际生产过程中发现，使用亚磷酸铝或烷基亚膦酸铝与二乙基次膦酸铝复配用于阻燃PA66和PA6中，在注塑过程中容易出现产生模垢的现象，且制得的材料的凝固相阻燃较差，使其应用有所限制。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术不足，提供了一种烷基亚膦酸复合盐，所述烷基亚膦酸复合盐与二乙基次膦酸铝复配作为阻燃剂，应用于阻燃PA66和PA6中，减少注塑过程中产生模垢的现象；另外，所述烷基亚膦酸复合盐与二乙基次膦酸铝协同能较大程度降低二乙基次膦酸铝的分解气化，增强其在阻燃PA66和PA6阻燃应用中的凝固相阻燃效果。
[0007]本专利技术的另一目的在于，提供所述烷基亚膦酸复合盐的制备方法。
[0008]本专利技术的另一目的在于，提供所述烷基亚膦酸复合盐作为二乙基次膦酸盐的协效阻燃剂的应用。
[0009]为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现的：
[0010]一种烷基亚膦酸复合盐，所述烷基亚膦酸复合盐的结构式如式(I)所示：
[0011][0012]其中，式(I)中R为乙基；x表示2.25～2.99；y表示0～0.39；z表示0～0.10；a表示0.02～1.0，b表示1.0～2.0；
[0013]M为铝，n＝2，m＝3。
[0014]本专利技术中，提供一种烷基亚膦酸复合盐，所述烷基亚膦酸复合盐是包括烷基亚膦酸盐、结晶水和氢氧根形成的复盐，任选地，还可以是包括烷基亚膦酸氢盐和/或亚磷酸盐的复盐，将所述烷基亚膦酸复合盐与二乙基次膦酸铝进行复配作为阻燃剂应用于阻燃PA66和PA6中，可以大幅度降低二乙基次膦酸铝的分解气化，有效提高阻燃PA66和阻燃PA6凝固相的阻燃性能，同时可以减少注塑过程中模垢产生的现象。
[0015]优选地，x表示2.45～2.90；y表示0.05～0.09；z表示0.01～0.10；a表示0.1～1.0。
[0016]优选地，所述烷基亚膦酸复合盐的粒径D50为1～100μm。
[0017]所述烷基亚膦酸复合盐的制备方法，包括如下步骤：
[0018]将烷基亚膦酸与氢氧化铝在水中发生反应，依次经过沉淀、过滤、洗涤、105～120℃干燥得烷基亚膦酸复合盐；所述反应的温度为60～150℃。当反应的温度为60～130℃时，会有烷基亚膦酸氢盐生成。
[0019]优选地，所述烷基亚膦酸复合盐的制备方法，还包括将烷基亚膦酸和亚磷酸混合，再与氢氧化铝在水中发生反应，依次经过沉淀、过滤、洗涤、105～120℃干燥得烷基亚膦酸复合盐；所述反应的温度为60～150℃。通过将烷基亚膦酸和亚磷酸混合后，再与氢氧化铝在水中发生反应可以生成亚磷酸盐。具体地，所述烷基亚膦酸的制备方法，可按下述方法之一：
[0020]方法一：
[0021]将烷基亚膦酸二酯化物在碱性条件下水解制得烷基亚膦酸盐，再经酸化得到烷基亚膦酸；
[0022]或方法二：
[0023]在引发剂存在的条件下，亚磷酸在水溶液中与乙烯反应得到烷基亚膦酸。
[0024]具体地，方法一为将乙基亚膦酸二乙酯和氢氧化钠水溶液混合，加热至85～95℃保温4～6h，冷却得到乙基亚膦酸盐，加入硫酸水溶液，得到乙基亚膦酸；
[0025]方法二为将固体亚磷酸、水和过硫酸钠放入高压釜中，氮气置换，乙烯通过减压器恒压至1.4～1.8MPa，加热至80～90℃，保温5～7h，并在保温5～7h过程中连续补入过硫酸钠水溶液，然后再在85～95℃保温0.5～1.5h，冷却放空后得到乙基亚膦酸。
[0026]优选地，所述引发剂为有机过硫化物。
[0027]本专利技术还保护所述烷基亚膦酸复合盐作为二乙基次膦酸的阻燃协效剂的应用。
[0028]一种组合物，所述组合物包括如下重量份组分：上述烷基亚膦酸复合盐1～7份；二乙基次膦酸铝10～15份。
[0029]本专利技术同时保护所述组合物作为阻燃剂在PA66、PA6阻燃中的应用。
[0030]一种增强阻燃尼龙，所述增强阻燃尼龙包括如下重量份组分：PA66 45～65份；
PA60～10份；玻纤20～30份；上述烷基亚膦酸复合盐1～7份；二乙基次膦酸铝10～15份。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0032]本专利技术提供一种烷基亚膦酸复合盐，所述烷基亚膦酸复合盐是包括烷基亚膦酸盐、结晶水和氢氧根形成的复盐，还可以是包括烷基亚膦酸氢盐和/或亚磷酸盐的复盐，将所述烷基亚膦酸复合盐作为阻燃协效剂与二乙基次膦酸进行复配作为阻燃剂，可以有效降低二乙基次膦酸铝的分解气化，增强其在聚合物凝固相阻燃的效果，燃烧后的碳层结构致密完整；同时，应用于阻燃PA66和阻燃PA中可以有效减少注塑过程产生模垢的现象。
附图说明
[0033]图1为对比例6中制得的阻燃样条燃烧后表面碳层电镜图；
[0034]图2为对比例7中制得的阻燃样条燃烧后表面碳层电镜图；
[0035]图3为对比例8中制得的阻燃样条燃烧后表面碳层电镜图；
[0036]图4为对比例9中制得的阻燃样条燃烧后表面碳层电镜图；
[0037]图5为对比例10中制得的阻燃样条燃烧后表面碳层电镜图；
[0038]图6为对比例11中制得的阻燃样条燃烧后表面碳层电镜图；
[0039]图7为实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烷基亚膦酸复合盐，其特征在于，所述烷基亚膦酸复合盐的结构式如式(I)所示：其中，式(I)中R为乙基；x表示2.25～2.99；y表示0～0.39；z表示0～0.10；a表示0.02～1.0；b表示1.0～2.0；M为铝，n＝2，m＝3。2.根据权利要求1所述烷基亚膦酸复合盐，其特征在于，x表示2.45～2.90；y表示0.05～0.09；z表示0.01～0.10；a表示0.1～1.0。3.根据权利要求1所述烷基亚膦酸复合盐，其特征在于，所述烷基亚膦酸复合盐的粒径D50为1～100μm。4.根据权利要求1所述烷基亚膦酸复合盐的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将烷基亚膦酸与氢氧化铝在水中发生反应，依次经过沉淀、过滤、洗涤、105～120℃干燥得烷基亚膦酸复合盐；所述反应的温度为60～150℃。5.根据权利要求4所述烷基亚膦酸复合盐的制备方法，其特征在于，还包括将烷基亚膦酸和亚磷酸混合后，再与氢氧化铝在水中发生反应，依次经过沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：李积德，陈平绪，叶南飚，柴生勇，汪廷洪，刘真，曾庆亮，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：