CN106279265A - 一种阻燃增塑剂磷酸三（2‑丙基‑1‑庚）酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种阻燃增塑剂磷酸三（2‑丙基‑1‑庚）酯的制备方法，该方法是三氯氧磷,2‑丙基‑1‑庚醇，在路易斯酸催化剂作用下高真空减压反应制备磷酸三（2‑丙基‑1‑庚）酯，在经水洗，中和洗涤，减压脱水，得到磷酸三（2‑丙基‑1‑庚）酯成品，在高真空减压下进行反应能及时移除反应过程中的生成的氯化氢气体，减少副反应的发生，提高产品的纯度，工艺操作简便、生产周期短、经济环保、能满足工业规模化生产的要求，适于工业化推广应用。
Description
技术领域
本发明属于精细化工生产技术领域，具体涉及一种阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯的制备方法。
背景技术
磷酸酯类阻燃增塑剂是多功能塑料添加剂,但在我国塑料添加剂中所占比例过低,因而调整增塑剂、阻燃剂产品结构,增大其比例是今后发展磷酸酯类添加剂所必要的条件。因此大力发展磷酸酯类阻燃增塑剂,提高其在增塑剂、阻燃剂中的比重,是今后国内塑料加工助剂行业发展的方向之一。
阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯由于增塑剂、阻燃剂产品结构，具有特别的结果特征，被国外很多客户所研究，具有很好的应用前景，且没有相关的文献进行报道。
发明内容
针对阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯具有很好的应用前景，且没有相关的文献进行报道。本发明提供一种高产品的纯度，工艺操作简便、生产周期短、经济环保、能满足工业规模化生产的要求，适于工业化推广应用的阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯的制备方法。
所述的一种阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯的制备方法，其特征在于以三氯氧磷、2-丙基-1-庚醇为原料，在路易斯酸催化剂存在下高真空减压反应制备磷酸三（2-丙基-1-庚）酯粗品，该粗品依次经水洗、中和洗涤、减压脱水后得到磷酸三（2-丙基-1-庚）酯成品。
所述的阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1）酯化步骤：将2-丙基-1-庚醇，路易斯酸催化剂加入到反应釜中，高真空下滴加三氯氧磷，滴加温度10～80℃、高真空下进行酯化反应，反应完全后得到酯化粗产物磷酸三（2-丙基-1-庚）酯；
2）蒸馏步骤：将步骤1）得到的酯化粗产物高真空下蒸馏回收多余的2-丙基-1-庚醇，蒸馏温度为180-200℃，2-丙基-1-庚醇回收套用；
3）中和洗涤：用碱性稀溶液对步骤2）蒸馏后的产物进行中和水洗，在PH=8～9下搅拌25-35min，分层得料液；
4）减压蒸馏：将步骤3）分层后的料液层进行减压蒸馏除去水分，再过滤去除机械性的杂质，得到目标产品磷酸三（2-丙基-1-庚）酯。
所述的阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯的制备方法，其特征在于步骤1）中三氯氧磷与2-丙基-1-庚醇的摩尔比1:3-3.5，优选为1：3.2。
所述的阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯的制备方法，其特征在于步骤1）中酯化反应温度为10～80℃，优选为40-80℃，酯化反应时间为4-6小时。
所述的阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯的制备方法，其特征在于步骤1）中路易斯酸催化剂为路易斯酸、四氯化钛、氯化镁或氯化铝，路易斯酸催化剂的质量用量为三氯氧磷重量0.01%-0.05%。
所述的阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯的制备方法，其特征在步骤1）中高真空减压反应的真空度为70～100KPa，优选为70 KPa。
所述的阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯的制备方法，其特征在步骤2）中回收2-丙基-1-庚醇的真空度为30～70kPa，优选为30～50kPa，减压温度为170～200℃，优选为180～185℃。
所述的阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯的制备方法，其特征在于步骤3）中碱性稀溶液为氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液中的任意一种，优选为氢氧化钠溶液，碱性稀溶液的质量浓度3～5%。碱洗的温度60～80℃，碱洗时间30min，静止分层时间60min。
所述的阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯的制备方法，其特征在于步骤4）中减压蒸馏除去水分，减压蒸馏温度为100～130℃，真空度为30～100KPa。
本发明通过采用上述技术，制备得到的阻燃增塑剂磷酸三（3-丙基-1-庚）酯为高纯度产品，且其工艺操作简便、生产周期短、经济环保、能满足工业规模化生产的要求，适于工业化推广应用。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
实施例1：
将505g（3.2mol）2-丙基-1-庚醇，氯化镁1.53g，加入四口烧瓶中，室温开始滴加三氯氧磷153g（1.0mol）,真空度70～100KPa，三氯氧磷约1小时滴加完，在60-80℃保温4小时，反应完全后，在180-200℃减压蒸馏回收稍微过量的2-丙基-1-庚醇，真空度30-35KPa，回收套用，粗品用3%氢氧化钠溶液进行洗涤，洗涤温度：60-70℃，然后水洗至中性，分层，减压蒸馏至100℃，真空度为30～100KPa，得到阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯，收率：86%。纯度：99%(气相色谱法）。
实例2：
将555g（3.5mol）2-丙基-1-庚醇，四氯化钛2g，加入四口烧瓶中，室温开始滴加三氯氧磷153g（1.0mol）,真空度70～90KPa，三氯氧磷约40min滴加完，在60-80℃保温3小时，反应完全后，在180-195℃减压蒸馏回收稍微过量的2-丙基-1-庚醇，真空度30KPa，回收套用，粗品用3%氢氧化钠溶液进行洗涤，洗涤温度：70-80℃，然后水洗至中性，分层，减压蒸馏至95℃，真空度为30～100KPa，得到阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯，收率：90%。纯度：98.5%(气相色谱法）。
实例3：
将475g（3.0mol）2-丙基-1-庚醇，钛酸丁酯1.5g，加入四口烧瓶中，室温开始滴加三氯氧磷153g（1.0mol）,真空度70～100KPa，三氯氧磷约50min滴加完，在60-80℃保温5小时，反应完全后，在185-195℃减压蒸馏回收稍微过量的2-丙基-1-庚醇，真空度30-35KPa，回收套用，粗品用3%氢氧化钠溶液进行洗涤，洗涤温度：70-80℃，然后水洗至中性，分层，减压蒸馏至95℃，真空度为30～100KPa，得到阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯，收率：88%。纯度：99%(气相色谱法）。
实例4：
将950g（6.0mol）2-丙基-1-庚醇，钛酸丁酯2.0g，加入四口烧瓶中，室温开始滴加三氯氧磷306g（2.0mol）, 真空度80～100KPa，三氯氧磷约50min滴加完，在60-80℃保温5小时，反应完全后，在185-195℃减压蒸馏回收稍微过量的2-丙基-1-庚醇，真空度30-35KPa，回收套用，粗品用碳酸钠溶液进行洗涤，洗涤温度：70-75℃，然后水洗至中性，分层，减压蒸馏至95℃，真空度为30～100KPa，得到阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯，收率：92.5%。纯度98.5%(气相色谱法）。
实例5：
将4750g（30.0mol）2-丙基-1-庚醇，钛酸丁酯2.0g，加入四口烧瓶中，室温开始滴加三氯氧磷1530g（10.0mol）, 真空度80～100KPa，三氯氧磷约60min滴加完，在60-80℃保温5小时，反应完全后，在185-195℃减压蒸馏回收过量的2-丙基-1-庚醇，真空度30-35KPa，回收套用，粗品3%氢氧化钠溶液进行洗涤，洗涤温度：70-75℃，然后水洗至中性，分层，减压蒸馏至95℃，真空度为30～100KPa，得到阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯，收率：90%,纯度：99%(气相色谱法）。
Claims (9)
1.一种阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯的制备方法，其特征在于以三氯氧磷、2-丙基-1-庚醇为原料，在路易斯酸催化剂存在下高真空减压反应制备磷酸三（2-丙基-1-庚）酯粗品，该粗品依次经水洗、中和洗涤、减压脱水后得到磷酸三（2-丙基-1-庚）酯成品。
2.根据权利要求1所述的阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1）酯化步骤：将2-丙基-1-庚醇，路易斯酸催化剂加入到反应釜中，高真空下滴加三氯氧磷，滴加温度10～80℃、高真空下进行酯化反应，反应完全后得到酯化粗产物磷酸三（2-丙基-1-庚）酯；
2）蒸馏步骤：将步骤1）得到的酯化粗产物高真空下蒸馏回收多余的2-丙基-1-庚醇，蒸馏温度为180-200℃，2-丙基-1-庚醇回收套用；
3）中和洗涤：用碱性稀溶液对步骤2）蒸馏后的产物进行中和水洗，在PH=8～9下搅拌25-35min，分层得料液；
4）减压蒸馏：将步骤3）分层后的料液层进行减压蒸馏除去水分，再过滤去除机械性的杂质，得到目标产品磷酸三（2-丙基-1-庚）酯。
3.根据权利要求2所述的阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯的制备方法，其特征在于步骤1）中三氯氧磷与2-丙基-1-庚醇的摩尔比1:3-3.5，优选为1：3.2。
4.根据权利要求2所述的阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯的制备方法，其特征在于步骤1）中酯化反应温度为10～80℃，优选为40-80℃，酯化反应时间为4-6小时。
5.根据权利要求2所述的阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯的制备方法，其特征在于步骤1）中路易斯酸催化剂为路易斯酸、四氯化钛、氯化镁或氯化铝，路易斯酸催化剂的质量用量为三氯氧磷重量0.01%-0.05%。
6.根据权利要求2所述的阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯的制备方法，其特征在步骤1）中高真空减压反应的真空度为70～100KPa，优选为70 KPa。
7.根据权利要求2所述的阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯的制备方法，其特征在步骤2）中回收2-丙基-1-庚醇的真空度为30～70kPa，优选为30～50kPa，减压温度为170～200℃，优选为180～185℃。
8.根据权利要求2所述的阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯的制备方法，其特征在于步骤3）中碱性稀溶液为氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或碳酸氢钠溶液中的任意一种，优选为氢氧化钠溶液，碱性稀溶液的质量浓度3～5%。碱洗的温度60～80℃，碱洗时间30min，静止分层时间60min。
9.根据权利要求2所述的阻燃增塑剂磷酸三（2-丙基-1-庚）酯的制备方法，其特征在于步骤4）中减压蒸馏除去水分，减压蒸馏温度为100～130℃，真空度为30～100KPa。
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