一种阻燃剂二异丁基次磷酸铝的制备方法与流程

本发明涉及有机合成，尤其涉及一种阻燃剂二异丁基次磷酸铝的制备方法。

背景技术：

1、二异丁基次磷酸铝是一种无卤有机高效阻燃剂，其具有高热稳定性、无毒、低烟、安全、易加工等优点。由于其阻燃性能好，添加比例低，力学性能优异，流动性好易于加工注塑，而且容易上色，故其被广泛应用于热塑性塑料（如尼龙6（pa6）、尼龙-66（pa66）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（abs塑料））、纤维以及纺织品的阻燃等。此外，二异丁基次磷酸铝还可与溴化苯乙烯、十溴二苯乙烷、mca阻燃剂、mpp阻燃剂复配使用。

2、近年来，本领域技术人员已经开发出一些构建二异丁基次磷酸铝的有效方法，具体方法如：1）以次磷酸铝与叔丁醇为原料，在乙酸、浓硫酸和过氧化二叔丁基存在条件下，生成二异丁基次磷酸，再与氢氧化钠、六水氯化铝反应，生成目标产物二异丁基次磷酸铝；2）以次磷酸铝与异丁烯为原料，在乙酸溶液中利用紫外光剂激发丙酮，引发反应生成二异丁基次磷酸钠，提纯后与铝盐进行复分解反应，生成产物二异丁基次磷酸铝。虽然都可以合成目标化合物二异丁基次磷酸铝，但是存在反应需要强酸、产率低、反应时间长、设备耐腐蚀性要求高、中间后处理繁琐等不足之处。因此，开发一种反应周期短、产率高、操作简便、后处理简单的无酸一锅制备方法在工业化生产领域显得尤为重要。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明目的在于提供一种阻燃剂二异丁基次磷酸铝的制备方法，该方法使用强碱性阴离子树脂作碱，可循环多次、不添加酸、操作简单、反应时间短、产率高，可通过一锅法实现高纯度二异丁基次磷酸铝的合成。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：一种阻燃剂二异丁基次磷酸铝的制备方法，包括以下步骤：先将适量的二异丁基磷烷、过氧化物（包括但不限于30%过氧化氢、过氧化钠、过氧乙酸、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰叔丁酯）与溶剂（包括但不限于水、乙酸丁酯、乙腈、二氯乙烷、四氢呋喃、四氯化碳、1，4-二氧六环）投入反应器中，控制温度在20~120 ℃，保温反应1~4 h，通过氧化反应得到中间体二异丁基次磷酸，再依次投入碱（包括但不限于氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钡、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、强碱性阴离子树脂）、铝盐（包括但不限于十八水硫酸铝、六水氯化铝、氢氧化铝、氧化铝）水溶液，升温到90~130 ℃，保温反应0.2~1 h，冷却过滤，得到高纯度、高收率的二异丁基次磷酸铝。

3、进一步的，上述的制备方法，二异丁基磷烷、过氧化物、碱与铝盐的物质的量之比为1：（1.90~2.10）：（0.95~1.05）：（0.30~0.36）。

4、更进一步的，上述的制备方法，二异丁基磷烷、过氧化物、碱与铝盐的物质的量之比为1：2.05：1.0：0.33。

5、进一步的，上述的制备方法，所述过氧化物包含30%过氧化氢、过氧化氢、过氧化钠、过氧乙酸、叔丁基过氧化氢和过氧化苯甲酰叔丁酯中的一种或几种。

6、进一步的，上述的制备方法，所述反应溶剂包含水、乙酸丁酯、乙腈、二氯乙烷、四氢呋喃、四氯化碳和1，4-二氧六环中的一种或几种。

7、进一步的，上述的制备方法，所述碱包含氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钡、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾和强碱性阴离子树脂中的一种或几种。

8、所述的强碱性阴离子树脂选自d201、717、a-8xmp中的任意一种。进一步的，上述的制备方法，所述铝盐包含十八水硫酸铝、六水氯化铝、氢氧化铝和氧化铝中的一种或几种，铝盐水溶液的浓度为0.05~5.0 mol/l。

9、进一步的，上述的制备方法，所述氧化反应温度为80~110 ℃，所述复分解反应温度为100~120 ℃。

10、进一步的，上述的制备方法，先将适量的二异丁基磷烷、过氧化物（包括但不限于30%过氧化氢、过氧化钠、过氧乙酸、叔丁基过氧化氢、过氧化苯甲酰叔丁酯）与溶剂（包括但不限于水、乙酸丁酯、乙腈、二氯乙烷、四氢呋喃、四氯化碳、1，4-二氧六环）投入反应器中，控制温度在80~110 ℃，保温反应2~3 h，通过氧化反应得到中间体二异丁基次磷酸，再依次投入碱（包括但不限于氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钡、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、强碱性阴离子树脂）、铝盐（包括但不限于十八水硫酸铝、六水氯化铝、氢氧化铝、氧化铝）水溶液，升温到100~120 ℃，保温反应0.3~0.7 h，冷却过滤，得到高纯度、高收率的二异丁基次磷酸铝。

11、本发明的优点与有益效果是：该生产工艺采用一锅法，反应时间短，反应过程易于操作，整体简单高效；反应过程不添加酸反应副产品少，后处理简单，产率达到95%，纯度高；反应体系使用过氧化氢作为绿色氧化剂，过量时在高温下可分解为水与氧气，不产生废料，使用强碱性阴离子树脂作碱，可循环多次，此外用水作溶剂，绿色环保。

技术特征：

1.一种阻燃剂二异丁基次磷酸铝的制备方法，其特征在于，合成步骤如下：先将适量的二异丁基磷烷、过氧化物和溶剂投入反应器中，控制温度在20~120 ℃，保温反应1~4 h，通过氧化反应得到中间体二异丁基次磷酸，再依次投入碱、铝盐水溶液，升温到90~130 ℃，保温反应0.2~1 h，冷却过滤，得到二异丁基次磷酸铝。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二异丁基磷烷、过氧化物、碱与铝盐的物质的量之比为1：（1.90~2.10）：（0.95~1.05）：（0.30~0.36）。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述二异丁基磷烷、过氧化物、碱与铝盐的物质的量之比为1：2.05：1.0：0.33。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述过氧化物包括但不限于30%过氧化氢、过氧化钠、过氧乙酸、叔丁基过氧化氢、或过氧化苯甲酰叔丁酯中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述反应溶剂包括但不限于水、乙酸丁酯、乙腈、二氯乙烷、四氢呋喃、四氯化碳或1，4-二氧六环中的一种或几种，氧化反应温度为20~120 ℃。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱包括但不限于氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钡、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾或强碱性阴离子树脂中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的强碱性阴离子树脂选自d201、717、a-8xmp中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝盐包括但不限于十八水硫酸铝、六水氯化铝、氢氧化铝或氧化铝中的一种或几种，铝盐水溶液的浓度为0.05~5.0 mol/l。

技术总结本发明涉及有机合成技术领域，提供了一种阻燃剂二异丁基次磷酸铝的制备方法。包括如下步骤：先将适量的二异丁基磷烷与过氧化物在溶剂中发生氧化反应，控制温度在20~120 ℃，保温反应1~4 h，得到中间体二异丁基次磷酸；再依次加入碱、铝盐水溶液，升温到90~130 ℃，保温反应0.2~1 h，冷却过滤，得到二异丁基次磷酸铝。本发明提供的制备方法使用强碱性阴离子树脂作碱，可循环多次，采用一锅法，操作过程简单，反应时间短，后处理简单，产品纯度高、收率高，不产生废料，环保节能。技术研发人员：赵明明,黄胜超,裴梦雨,程兰,高鑫,陈松,倪留洋,王大鹏,曹清章受保护的技术使用者：湖北兴发化工集团股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/29