一种绿色高效合成阻燃剂DDPS的方法与流程

    专利查询2025-04-26  7


    本发明属于有机磷类无卤阻燃剂的,具体涉及到一种绿色高效合成阻燃剂ddps的方法。


    背景技术:

    1、随着中国、欧盟、美国、日本等多个国家已对装饰织物、家居用品、劳动防护、纺织服装的阻燃性能进行了立法或强制标准制定,以及人们对安全的重视程度和阻燃意识的提高,为阻燃纺织品的研发和生产提供了强大推力。

    2、ddps作为一种无卤磷系阻燃剂,符合阻燃剂未来的发展趋势,具有在酸性、碱性、氧化、还原等条件下高度稳定,对粘胶纤维生产加工影响小,阻燃效果好,添加量少、耐多次水洗等特点;主要用于粘胶纤维的阻燃,被广泛用于军队、消防等需要衣物阻燃的场景。随着ddps市场需求量的增加,其未来发展前景可观。

    3、ddps传统工艺合成路线中,一是常使用有机碱(如三乙胺、吡啶、n,n-二异丙基乙胺等)来脱除反应中的副产物hcl,尽可能的提高反应收率,如专利申请号1:cn200980141484.9、申请号2: cn201010276872.2、申请号3:cn202211510888.4等中公开的,但是在工业化生产中,三乙胺、吡啶等往往气味大、毒性强,对操作人员和环境的影响大,且在后处理过程中,因除盐废水量大,三乙胺和吡啶的回收难度大、不彻底、成本高、危废多,安全环保压力大,企业的成本增高。二是使用无机碱(如氧化钙、氢氧化钠等)来脱除反应中的副产物hcl,如申请号4:cn202210437393.7等中公开的,缚酸剂绿色环保,但原材料遇水反应,往往导致反应的总收率偏低。三是使用气体(如氮气、氨气等)来脱除反应中的副产物hcl,如申请号5:cn202210499667.5、申请号6:cn202310374932.1等中公开的,该方法绿色高效,但耗气量大,反应时间延长,反应温度检测不精准,工业上少见应用。

    4、以路易斯酸为催化剂、负压脱hcl的方式,一锅法合成ddps的方法,目前少见有文献报道。本发明在合成过程中,通过负压脱除反应中的hcl气体、路易斯酸提高反应速率、调节温度实现最大收率的方法,一锅法绿色高效的合成阻燃剂ddps,具有绿色环保、成本低廉、收率高、副产盐酸品质好可外售,无废水和固废的优点。


    技术实现思路

    1、鉴于现有技术存在的问题,为了解决现有技术的以上缺陷,本发明提供了提出了一种绿色高效合成阻燃剂ddps的方法,该方法避免了有机碱气味大、无机碱收率低、气体用量大的问题,工艺路线更加绿色环保,产品品质好、收率高、成本低、单釜产能高、反应时间短,操作步骤简单,安全环保压力小,不产生含三乙胺盐废水等特点,易于工业化大规模生产,设备投资小,副产盐酸品质好且能外售,具有很好的工业化前景。

    2、本发明技术方案如下:

    3、一种绿色高效合成阻燃剂ddps的方法,所述方法反应路径如下:

    4、,

    5、具体包括以下步骤:

    6、(1)称取新戊二醇和催化剂a于反应釜中,加入有机溶剂,搅拌,通冷凝水,开引风机,调节釜内真空度稳定后,开始加热升温,然后滴加三氯硫磷,滴加完毕后,再次调节釜内真空度进行保温反应,反应结束,即可得中间体ddsp溶液;

    7、(2)往中间体ddsp溶液中,滴加水溶液和催化剂b,滴加完毕后,开始加热升温,保温反应,反应结束后,离心得到ddps粗产品;

    8、(3)对ddps粗产品醇洗、离心、烘干得ddps产品。

    9、优选地,所述步骤(1)中,新戊二醇与三氯硫磷的摩尔比为(0.8-1.2):1,优选1.05:1。

    10、优选地,所述步骤(1)中,催化剂a为无水氯化铝、氯化锌、氯化镁或四氯化钛中。

    11、优选地,所述步骤(1)中,有机溶剂为二氯乙烷、二甲苯、甲基环己烷、二氧六环中的任意一种,优选二甲苯。

    12、优选地,所述步骤(1)中,真空度为5-100kpa,优选20-80kpa。

    13、优选地,所述步骤(1)中,通冷凝水过程中,一级冷凝水的温度为0-20℃,优选5-10℃;二级冷凝水的温度为-5 ~ -20℃,优选-10~ -15℃。优选地,所述步骤(1)中,反应温度为50-80℃,优选60-70℃;反应时间为1-3h,优选2h。

    14、优选地,所述步骤(2)中,ddsp与h2o的摩尔比为1:(0.4-0.6),优选1:0.5。

    15、优选地,所述步骤(2)中,催化剂b为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、4-二甲氨基吡啶中的任意一种。

    16、优选地,所述步骤(2)中,反应温度为70-100℃,优选80-90℃;反应时间为4-8h,优选5h。

    17、本发明具有以下有益效果:

    18、1、以上所述一种绿色高效合成阻燃剂ddps的方法,通过反应中负压脱hcl和催化提高反应效率相结合,第一步和第二步反应完全不使用缚酸剂,不产生废水和固废,hcl副产成盐酸溶液,合成路线绿色高效,产品品质好、纯度高、收率高。

    19、2、通过一锅法合成ddps,第一步和第二步反应时间缩短,后处理无需水洗除盐,工艺简单可控,反应时间更短,单釜产能高。

    20、3、溶剂用量少,不用进行提纯、除杂、除水等后处理工序,可直接循环套用,成本更低,是一种绿色、高效、经济的方法。



    技术特征:

    1.一种绿色高效合成阻燃剂ddps的方法,其特征在于,所述方法反应路径如下:

    2.根据权利要求1所述绿色高效合成阻燃剂ddps的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,新戊二醇与三氯硫磷的摩尔比为(0.8-1.2):1,优选1.05:1。

    3.根据权利要求1所述绿色高效合成阻燃剂ddps的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,催化剂a为无水氯化铝、氯化锌、氯化镁或四氯化钛中。

    4.根据权利要求1所述绿色高效合成阻燃剂ddps的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,有机溶剂为二氯乙烷、二甲苯、甲基环己烷、二氧六环中的任意一种,优选二甲苯。

    5.根据权利要求1所述绿色高效合成阻燃剂ddps的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,真空度为5-100kpa,优选20-80kpa。

    6.根据权利要求1所述绿色高效合成阻燃剂ddps的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,通冷凝水过程中,一级冷凝水的温度为0-20℃,优选5-10℃;二级冷凝水的温度为-5 ~ -20℃,优选-10~ -15℃。

    7.根据权利要求1所述绿色高效合成阻燃剂ddps的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,反应温度为50-80℃,优选60-70℃;反应时间为1-3h,优选2h。

    8.根据权利要求1所述绿色高效合成阻燃剂ddps的方法,其特征在于,所述步骤(2)中,ddsp与h2o的摩尔比为1:(0.4-0.6),优选1:0.5。

    9.根据权利要求1所述绿色高效合成阻燃剂ddps的方法,其特征在于,所述步骤(2)中,催化剂b为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、4-二甲氨基吡啶中的任意一种。

    10.根据权利要求1所述绿色高效合成阻燃剂ddps的方法,其特征在于,所述步骤(2)中,反应温度为70-100℃,优选80-90℃;反应时间为4-8h,优选5h。


    技术总结
    本发明涉及一种绿色高效合成阻燃剂DDPS的方法,称取新戊二醇和催化剂A于反应釜中,加入有机溶剂,搅拌,通冷凝水,开引风机,调节釜内真空度稳定后,开始加热升温,然后滴加三氯硫磷,滴加完毕后,再次调节釜内真空度进行保温反应,反应结束,得中间体DDSP溶液;滴加水溶液和催化剂B,滴加完毕后,开始加热升温,保温反应,反应结束后,离心得到DDPS粗产品;对DDPS粗产品醇洗、离心、烘干得DDPS产品。本发明避免了常规工艺中使用傅酸剂带来的气味大、毒性强、回收提纯复杂、含三乙胺盐酸盐废水量多以及后处理困难的问题,易于工业化大规模生产,副产盐酸品质好且能外售。

    技术研发人员:程亚利,黄胜超,曹成林,陈德永,王大鹏,田路,陈松,倪留洋
    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:2024/11/26
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