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有机磷酯类阻燃剂是重要的一类阻燃剂,具有广泛的应用市场。与传统的卤系阻燃剂相比,毒性小,同时具有增塑、热稳定等作用,对提高高分子材料的综合性能有十分重要的作用,是当前阻燃剂研究的热点。但传统的有机磷酯类阻燃剂生产过程中,容易产生的HCl气体,对环境污染大、设备腐蚀严重,反应时间长,反应剧烈,不易控制,产品质量不好,生产成本偏高。本文采用相转移催化法制备磷酸酯和烷氧基磷腈类阻燃剂,对传统的制备方法进行了改进和优化,减少了对环境的污染和对设备的腐蚀,降低了生产成本,取得了一定的效果。
(1)采用相转移催化剂,以苯酚与氢氧化钠和三氯氧磷反应合成磷酸三苯酯。考察了催化剂种类,催化剂用量,溶剂种类,反应物比例,反应温度,反应时间等因素对收率的影响,确定了适宜的反应条件为以四丁基溴化铵(TBAB)为相转移催化剂,用量为三氯氧磷摩尔量的2%~3%,在以二氯甲烷为溶剂,反应温度为0~5℃,反应物配比n(POCl3):n(C6H5OH):n(NaOH)=1:3:3.1的条件下合成磷酸三苯酯,收率达92%。
(2)对六氯环三磷腈制备过程中的催化剂选择、催化剂用量、原料配比、溶剂的选择、溶剂的用量和反应时间等条件进行了优化,以PCl5和NH4Cl作为原料,氯化苯为溶剂,在ZnCl2+NiCl2+吡啶(1:1:0.3)复合催化剂作用下直接反应制备六氯环三磷腈,六氯环三磷腈的收率可达到64.3%。
(3)对相转移催化六氯环三磷腈制备六苯氧基环三磷腈过程中的催化剂选择、催化剂用量、原料配比、溶剂的选择和反应时间等条件进行了优化,采用TBAB为相转移催化剂,甲苯为溶剂,催化六氯环三磷腈和苯酚-氢氧化钠水溶液两相反应制备六苯氧基环三磷腈,六苯氧基环三磷腈的收率可达到61.0%。