一种阻燃剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃剂及其制备方法，将甲基亚磷酸单丁酯或甲基亚磷酸二乙酯生产过程中的含磷液体废物与异氰酸酯混合反应，然后升温真空脱除挥发性组分，即得到阻燃剂

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于阻燃剂领域，具体涉及一种阻燃剂及其制备方法
。

技术介绍

[0002]甲基亚磷酸二乙酯是除草剂草铵膦重要的中间体，其是由甲基二氯化磷与乙醇反应后精馏制得，该工艺过程会产生固体
、
液体两种废物
。
固体废物为铵盐，液体废物为含磷化合物，其主要成分为甲基亚磷酸单乙酯
(30
‑
70
％
)、
亚磷酸二乙酯
(20
‑
60
％
)、
亚磷酸三乙酯
(0
‑
30
％
)。
这是由于两方面原因所造成：
1.
反应过程中所产生得
HCl
会进一步促进甲基亚磷酸二乙酯的分解；
2.
原料甲基二氯化磷中有残存少量三氯化磷，亦可与乙醇反应
。
因此，如何将含磷物质回收利用，是本领域技术人员需要面对的问题
。
此外，甲基亚磷酸单丁酯作为草铵膦的另一类中间体，如何扩大其应用范围亦是该领域研究者们所关注的问题
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种阻燃剂及其制备方法，以克服现有技术的缺陷，本专利技术将甲基亚磷酸二乙酯生产过程中的含磷液体废物转化为高效的阻燃剂，实现了资源的回收与利用，此外，另一类草铵膦中间体
(
甲基亚磷酸单丁酯
)
亦可通过该方法转化为高效的环氧树脂阻燃剂
。
因此，该方法具有广阔的应用前景
。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]一种阻燃剂的制备方法，将甲基亚磷酸单丁酯或甲基亚磷酸二乙酯生产过程中的含磷液体废物与异氰酸酯混合反应，然后升温真空脱除挥发性组分，即得到阻燃剂
。
[0006]进一步地，将甲基亚磷酸单丁酯或甲基亚磷酸二乙酯生产过程中的含磷液体废物加入异氰酸酯中混合反应，或者将异氰酸酯加入甲基亚磷酸单丁酯或甲基亚磷酸二乙酯生产过程中的含磷液体废物中混合反应
。
[0007]进一步地，所述异氰酸酯为
TDI、MDI、
聚合
MDI、HDI
和
IPDI
中的一种或多种组合
。
[0008]进一步地，所述异氰酸酯与甲基亚磷酸单丁酯或甲基亚磷酸二乙酯生产过程中的含磷液体废物之间质量比为
1.0∶(0.5
～
4.0)。
[0009]进一步地，所述反应的温度为
20℃
～
140℃
，反应时间为2～
8h。
[0010]进一步地，所述反应在无溶剂或者非质子性溶剂的条件下进行
。
[0011]进一步地，所述非质子性溶剂为甲苯
、
乙醚或二甲苯
。
[0012]进一步地，所述升温真空脱除挥发性组分的温度为
120
～
180℃。
[0013]一种阻燃剂，采用上述的制备方法制得
。
[0014]进一步地，所述阻燃剂的结构式为：
[0015][0016]其中，
R1为为为
k
＝0，1，2，3，4，5；
[0017]R2和
R3为
‑
CH3、
‑
CH2CH3、
‑
CH2CH2CH3、
‑
CH2CH2CH2CH3、
‑
O
‑
CH3、
‑
O
‑
CH2CH3、
‑
O
‑
CH2CH2CH3或
‑
O
‑
CH2CH2CH2CH3；
[0018]n
＝0，1，2，3，4，5；
m
＝0，1，2，3，4，
5。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
[0020]本专利技术通过将含磷液体废物与含有
‑
NCO
基团的异氰酸酯类化合物反应，在脱除未反应的易挥发组分后，得到高效的环氧树脂阻燃剂，实现变废为宝与资源的重复利用
。
此外，另一类草铵膦中间体
(
甲基亚磷酸单丁酯
)
亦可通过该方法转化为高效的环氧树脂阻燃剂，因此，该方法具有广阔的应用前景
。
[0021]进一步地，含磷液体废物中甲基亚磷酸单乙酯与亚磷酸二乙酯可与异氰酸酯类化合物发生加成反应，使得阻燃元素
P、N
相结合
。
此外，在反应过程中，独特的有机磷化合物亦促进了
‑
NCO
基团自身的聚合，生成了更具阻燃效能的碳化亚二胺结构与脲二酮结构
。
不仅如此，该阻燃剂中不同聚合度的
N/P
化合物由于分解温度的不同，可作分别作用于环氧树脂不同的燃烧阶段，实现了阻燃协同作用
。
附图说明
[0022]图1为实施例5中产物
M5
的红外图；
[0023]图2为实施例5中产物
M5
的质谱图
(
负谱
)
；
[0024]图3为实施例5中产物
M5
的
SEM
‑
EDS
图，其中
(a)M5
微观形貌图，
(b)M5
中
N
元素分布图，
(c)M5
中
P
元素分布图，
(d)M5
中各种元素含量图；
[0025]图4为实施例5中含磷液体废物与产物
M5
的热失重图对比图，其中
(a)M5
的
TGA
图，
(b)
含磷液体废物
TGA
图，
(c)M5
的
DTG
图，
(d)
含磷液体废物的
DTG
图
。
具体实施方式
[0026]下面对本专利技术做进一步描述
。
[0027]一种阻燃剂的制备方法，将异氰酸酯
(TDI
或
MDI
或
HDI
或聚合
MDI
或
IPDI
一种或几种组合
)
直接加入含磷液体废物中或甲基亚磷酸单丁酯中，或将含磷液体废物或亚磷酸单丁酯直接加入异氰酸酯中，异氰酸酯：含磷液体废物或甲基亚磷酸单丁酯的质量比＝
1.0∶0.5
～
1.0∶4.0
，在无溶剂或非质子性溶剂
(
甲苯
、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种阻燃剂的制备方法，其特征在于，将甲基亚磷酸单丁酯或甲基亚磷酸二乙酯生产过程中的含磷液体废物与异氰酸酯混合反应，然后升温真空脱除挥发性组分，即得到阻燃剂
。2.
根据权利要求1所述的一种阻燃剂的制备方法，其特征在于，将甲基亚磷酸单丁酯或甲基亚磷酸二乙酯生产过程中的含磷液体废物加入异氰酸酯中混合反应，或者将异氰酸酯加入甲基亚磷酸单丁酯或甲基亚磷酸二乙酯生产过程中的含磷液体废物中混合反应
。3.
根据权利要求1所述的一种阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯为
TDI、MDI、
聚合
MDI、HDI
和
IPDI
中的一种或多种组合
。4.
根据权利要求1所述的一种阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述异氰酸酯与甲基亚磷酸单丁酯或甲基亚磷酸二乙酯生产过程中的含磷液体废物之间质量比为
1.0:(0.5
～
4.0)。5.
根据权利要求1所述的一种阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述反应的温度为
20℃
～
140℃
，反应时间为2～
8h。6.
根据权利要求1所述的一种阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述反应在无溶剂或者非质子性溶剂的条件下进行
。7.
根据权利要求6所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩翌晨，邢雅成，韩养军，
申请(专利权)人：青岛浩普科技有限公司，
类型：发明
国别省市：