高致密度二乙基次膦酸铝及其制备方法和所得产品技术

本发明专利技术提供了一种高致密度二乙基次膦酸铝及其制备方法和所得产品，属于阻燃剂合成技术领域。该方法采用二乙基次膦酸钠、水溶性铝盐为原料，以水为溶剂，以水溶性表面活性物质为晶体聚集剂，通过复分解反应制备得到高致密度二乙基次膦酸铝产品。本发明专利技术通过在60

【技术实现步骤摘要】
高致密度二乙基次膦酸铝及其制备方法和所得产品


[0001]本专利技术属于阻燃剂合成
，尤其涉及一种高致密度二乙基次膦酸铝及其制备方法和所得产品。

技术介绍

[0002]随着高分子材料应用领域的越来越广泛，其应用对高分子材料的阻燃性能要求也越来越高。国内对阻燃剂的研究起步较晚，主要以卤系阻燃剂为主，而卤系阻燃剂在燃烧过程中容易分解产生有毒物质，存在潜在的巨大危害。近年来，应政策和市场需求，阻燃剂无卤化越来越受到关注，二乙基次膦酸铝作为一种公认的高效无卤阻燃剂广泛应用于合成材料中，其具有用量小、烟密度低，机械性能好等优点，在电子电器行业中应用前景很好。而超细二乙基次膦酸铝粉末分子间的作用力小，其密度低，粒径小，在使用过程中不仅容易产生粉尘，污染环境，而且不易与聚合物亲和，分散效果不佳，严重影响阻燃剂材料的机械性能和阻燃性能。
[0003]虽然对二乙基次膦酸铝粉末进行表面改性可以有效提高堆密度，但费时费力，增加了不少生产成本，不利于工业化生产。专利CN 103172665公开了一种高密度大粒径二烷基次膦酸盐的制备方法及其应用，但使用了强酸强碱溶液，过程操作复杂，不易控制，产生的废水比较多，不环保。因此，如何提出一种更加环保的，在反应过程中自发产生致密结构的二乙基次膦酸铝的制备方法尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出一种高致密度二乙基次膦酸铝及其制备方法和所得产品，该方法可通过在60
‑
90℃下进行复分解反应过程直接得到高致密度二乙基次膦酸铝产品，是一种环保型工艺、效率高、易操作、成本低，所得产品二乙基次膦酸铝的堆积密度为497kg/m3‑
648kg/m3，分解温度为376℃
‑
398℃，粒径D
50
为2.72
‑
59.18μm，在后续应用中可无需表面改性直接应用于不同领域的高分子材料中，有效克服了现有工艺中的很多难题。
[0005]本专利技术提供了一种高致密度二乙基次膦酸铝的制备方法，以二乙基次膦酸钠、水溶性铝盐为原料，以水为溶剂，以水溶性表面活性物质为晶体聚集剂，通过复分解反应得到二乙基次膦酸铝阻燃剂。
[0006]作为优选，具体包括以下步骤：
[0007]向反应釜中加入二乙基次膦酸钠水溶液，调节溶液pH；
[0008]向上述反应溶液中加入水溶性表面活性物质，搅拌的同时将反应溶液加热到60
‑
90℃，缓慢滴加水溶性铝盐的水溶液，1
‑
6h滴加完成，保温0.5
‑
1h；
[0009]将所得固体过滤，用50℃热水洗涤，真空干燥，得到产品。
[0010]二乙基次膦酸铝的合成属于复分解反应中的一种：两种可溶性盐反应生成沉淀。二乙基次膦酸钠和水溶性铝盐两种可溶性的盐反应生成了不溶于水的沉淀二乙基次膦酸铝。
[0011]作为优选，所述二乙基次膦酸钠水溶液质量浓度为15％
‑
50％，调节溶液pH为1
‑
7，优选2
‑
7。可以理解的是，反应体系的pH不仅影响着铝离子的存在形式，而且影响着二乙基次膦酸铝的溶解度，从而影响最终形成二乙基次膦酸铝的粒径大小。由于溶液调pH为1时，酸度太大，对设备要求高，产生废水也多，因此生产中不常采用。
[0012]作为优选，所述水溶性铝盐选自硫酸铝、氯化铝、硝酸铝中的一种，所述水溶性铝盐的水溶液质量分数为15％
‑
50％。可以理解的是，无论是二乙基次膦酸钠水溶液还是水溶性铝盐，两者的质量浓度都不宜过高，浓度越高，反应速度越快，生成的沉淀越不规则，越不稳定，而且二乙基次膦酸钠溶液具有一定粘度，浓度越高，粘度越大，不利于体系反应；另外，两者的质量浓度也不宜过低，浓度越低，耗水量就越大，不仅增大成本，也不利于环保。
[0013]作为优选，所述水溶性表面活性物质与二乙基次膦酸钠的质量比为1:100
‑
1:1000。可以理解的是，所加入的水溶性表面活性物质与二乙基次膦酸钠的质量比根据实际情况可在上述范围内进行调整。
[0014]作为优选，所述水溶性表面活性物质选自离子液体型表面活性剂、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚中的至少一种。
[0015]作为优选，所述离子液体型表面活性剂选自1
‑
(2
‑
羟乙基)
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐、1
‑
(2
‑
羟乙基)
‑3‑
甲基咪唑六氟膦酸盐、1
‑
乙氧羰基甲基
‑3‑
甲基咪唑四氟硼酸盐、1
‑
乙氧羰基甲基
‑3‑
甲基咪唑六氟膦酸盐中的至少一种。
[0016]可以理解的是，在上述方案中，加入的亲水性表面活性物质不仅在反应体系中能够很好地相溶，而且其本身带有一定的疏水基团，二乙基次膦酸铝本身不溶于水，就在生成过程中，因其分子结构中存在二乙基，有一定憎水性，二乙基次膦酸铝分子与表面活性物质中的疏水基团之间产生了一定的相互结合力，使得二乙基次膦酸铝分子能够聚集成团，得到更加致密的结构。另外，添加的离子液体型表面活性剂本身具有优于其他表面活性剂的热稳定性能，使其得到的二乙基次膦酸铝在热稳定性上更加优异。
[0017]作为优选，所得产品二乙基次膦酸铝的堆积密度为497kg/m3‑
648kg/m3，分解温度为376℃
‑
398℃，粒径D
50
为2.72
‑
59.18μm。
[0018]本专利技术还提供了一种工程塑料，将上述任一项技术上案所述的制备方法制备得到的高致密度二乙基次膦酸铝用作无卤阻燃剂。
[0019]作为优选，所述工程塑料为玻纤增强聚酰胺6和66的复合材料、热塑性聚酯PBT或PET。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0021]1、本专利技术提供的制备方法可在60
‑
90℃下进行复分解反应过程中直接得到高致密度二乙基次膦酸铝产品，合成过程易操作，成本低，是一种环保、高效率新型工艺。
[0022]2、本专利技术提供的高致密度二乙基次膦酸铝耐温性好，最高可达到近400℃，无需表面改性即可直接应用于高分子材料中，有效克服了现有工艺中的很多难题，使高分子材料具有更优异的阻燃和力学性能。
[0023]3、本专利技术提供的制备方法所得到的高致密度二乙基次膦酸铝的粒径分布D
50
为2.72
‑
59.18μm，分布较宽，可满足不同领域的应用需求。
具体实施方式
[0024]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.高致密度二乙基次膦酸铝的制备方法，其特征在于，以二乙基次膦酸钠、水溶性铝盐为原料，以水为溶剂，以水溶性表面活性物质为晶体聚集剂，通过复分解反应得到二乙基次膦酸铝阻燃剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：向反应釜中加入二乙基次膦酸钠水溶液，调节溶液pH；向上述反应溶液中加入水溶性表面活性物质，搅拌的同时将反应溶液加热到60
‑
90℃，缓慢滴加水溶性铝盐的水溶液，1
‑
6h滴加完成，保温0.5
‑
1h；将所得固体过滤，用50℃热水洗涤，真空干燥，得到产品。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述二乙基次膦酸钠水溶液质量浓度为15％
‑
50％，调节溶液pH为1
‑
7。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水溶性铝盐选自硫酸铝、氯化铝、硝酸铝中的一种，所述水溶性铝盐的水溶液质量分数为15％
‑
50％。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述水溶性表面活性物质与二乙基次膦酸钠的质量比为1:100
‑
1:1000。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述水溶性表面活性物质选自离子液体型表面活性剂、十二烷基硫酸钠、十二...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨姗，刘军，廉萌，麻景龙，杨飞，
申请(专利权)人：菏泽奕普新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：