一種阻燃性磷酸化加脂劑的製備方法
2023-10-07 23:45:34 1
一種阻燃性磷酸化加脂劑的製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種阻燃性磷酸化加脂劑的製備方法，將五氧化二磷、蓖麻油、3,4-環氧四氫呋喃按比例加入到反應容器中，攪拌均勻後，往容器中加入所述蓖麻油重量6%的酸性離子液體B，升溫至60~75℃，冷凝回流保溫反應1~3h，得產物C；往產物C中加入三羥甲基三聚氫胺，攪拌均勻後升溫至70~90℃，保溫反應2~4h，再加入二乙基次磷酸鋁、八鉬酸胺和乙二胺四乙酸二鈉鎂鹽四水物，升溫到70℃，攪拌反應2~3h，得產物D；再往產物D中滴加氫氧化鈉溶液至酸鹼度為中性，得到棕黃色液體，即為所述的阻燃性磷酸化加脂劑，所製備的加脂劑既保持傳統加脂劑的感官性能和力學強度，又具有良好的抗燃性。
【專利說明】一種阻燃性磷酸化加脂劑的製備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種磷酸化加脂劑的製備方法，特別涉及到阻燃性磷酸化加脂劑的制 備方法。
【背景技術】
[0002] 隨著人們生活水平的提高，家具革和汽車用革等也呈日趨增長之勢。與此同時，由 皮革、合成革引起的火災也在不斷地增加。因而皮革的阻燃問題，成為一個行業研究熱點。
[0003] 在皮革加工過程中，加脂是必不可少的一道工序，其對皮革製品的感官性能、力學 性能影響非常大，但目前加脂所用的加脂劑均容易燃燒，因此，需要對加脂劑進行改性，降 低其可燃性，提高其的抗燃性，以滿足市場對阻燃皮革製品的需求。
[0004] 近十幾年來，磷酸化加脂劑成為皮革加脂劑的開發熱點。由於這類加脂劑含有磷 酸根，能與鉻鹽絡合。因此，在鉻鞣或鉻復鞣時可使鉻鹽在革內分布更均勻，而且它們又能 與纖維結合，具有永久加脂效果。另外，磷酸化加脂劑滲透性好，對皮革有填充作用，使革具 有防水性，且革的表面不油膩，不變黃和無異味，更適合白色、彩色軟革、高檔革的加脂，成 革具有特殊的柔軟感，革身豐滿，彈性好。因而，對磷酸化加脂劑進行改性，提高其阻燃性 能，成為本行業專家學者爭相研究的課題。
[0005] 由於製備磷酸化加脂劑常用的磷酸化試劑：五氧化二磷具有活性高，反應速率快， 但存在難以加入體系、具有結塊的缺陷，因此需要將五氧化二磷進行分散。
[0006] 離子液體又稱室溫離子液體或室溫熔融鹽，也稱非水離子液體、液態有機鹽等，是 指在室溫或室溫附近溫度下呈液態，並由陰陽離子組成的物質。具有很多獨特的物理化學 性質，如蒸汽壓低、不揮發、不可燃、熱容量大、離子導電率高、電化學窗口寬、物質溶解性 好、萃取能力好、相穩定性好、熱穩定性好、水穩定性好、酸鹼穩定性好等。由於這些獨特性 能，離子液體的應用研究，正在世界範圍內迅速開展。
[0007] 酸催化是有機合成中最普遍、最重要的反應之一。傳統的液體酸（如硫酸、硝酸 等）雖催化活性高，但存在嚴重的環境汙染和安全問題；固體酸雖環境友好，但酸活性中心 不均勻且有效活性中心數量少。酸功能化離子液體因為兼有固體酸和液體酸的特點，無揮 發性和腐蝕性低，已在環境友好的酸催化方面表現出很大的潛力。
【發明內容】
[0008] 本發明旨在提供一種阻燃性磷酸化加脂劑的製備方法，通過將五氧化二磷分散於 離子液體中，對磷酸化蓖麻油加脂劑進行改性，並用離子液體作加脂劑合成的催化劑，同時 選擇抑煙性好的二乙基次磷酸鋁與八鑰酸胺提高磷酸化蓖麻油加脂劑的阻燃性，以解決目 前磷酸化加脂劑阻燃性差的問題。
[0009] 本發明採用以下技術方案： 一種阻燃性磷酸化加脂劑的製備方法，其特徵在於： (1)五氧化二磷分散液的製備：將五氧化二磷、離子液體A、環氧氯丙烷按重量比 1:2. 2:0. 2的比例在50°C混合攪拌反應lh，得到五氧化二磷分散液的製備； (2) 將上述（1)五氧化二磷分散液、蓖麻油、3, 4-環氧四氫呋喃按重量比為 0. 2~0. 8:1:0. 4加入到反應容器中，攪拌均勻後，往容器中加入所述蓖麻油重量6%的離子 液體B，升溫至6(T75°C，冷凝回流保溫反應l~3h，得產物C ; (3) 往產物C中加入三羥甲基三聚氫胺，所述三羥甲基三聚氫胺與所述蓖麻油的重 量比為0.07、. 14:1，攪拌均勻後升溫至7(T90°C，保溫反應2?4h，再加入二乙基次磷酸 鋁、八鑰酸胺、乙二胺四乙酸二鈉鎂鹽四水物，升溫到70°C，攪拌反應2~3h，得產物D，其 中二乙基次磷酸鋁、八鑰酸胺和乙二胺四乙酸二鈉鎂鹽四水物與所述蓖麻油的重量比為 0. 03:0. 01:0. 05:1 ； (4) 再往產物D中滴加氫氧化鈉溶液至中性，得到棕黃色液體，即為所述的阻燃性磷酸 化加脂劑。
[0010] 離子液體A為硝酸乙基銨；離子液體B為酸性；離子液體B為1，1(丁基-1，4- 二基）雙（3-(3-磺酸丙基）咪唑陽離子）三氟甲磺酸鹽、心^隊，隊-四甲基41，隊-雙 (3-磺酸丙基）丙烷二銨三氟甲磺酸鹽、1，1' - (丁基-1，4-二基）雙（3- (3-磺酸丙基） 咪唑陽離子）巰基丙磺酸鹽中的任意一種。
[0011] 本發明的有益效果在於： (1) 本發明方法所製備的磷酸化加脂劑阻燃性能極大提高，並保持了傳統磷酸化蓖麻 油的幾乎所有優點； (2) 本發明方法製備阻燃性磷酸化加脂劑所採用的原材料，價格低廉，來源廣泛，在大 幅度提高磷酸化加脂劑阻燃性的同時，有效控制了生產成本，適合推廣應用； (3) 採用離子液體分散五氧化二磷，改善了傳統五氧化二磷加入體系中放熱太快，不易 分散而導致局部放熱太多，使產品質量不穩定，同時極大改善了固體加料太慢的缺陷； (4) 離子液體做催化劑，降低傳統無機強酸對設備的腐蝕性； (5) 選擇抑煙性好的二乙基次磷酸鋁與八鑰酸胺提高磷酸化蓖麻油加脂劑的阻燃性； (6) 乙二胺四乙酸二鈉鎂鹽四水物對二乙基次磷酸鋁、八鑰酸胺進行阻燃增效，而環氧 氯丙烷和3, 4-環氧四氫呋喃對離子液體進行增效； (7) 本發明的酸性離子液體B由201210144937. 7的實施例一到實施例三製備而成，制 備過程簡單，容易操作； (8) 三羥甲基三聚氫胺與蓖麻油反應，接枝到蓖麻油鏈段，由乙二胺四乙酸二鈉鎂鹽 四水物、二乙基次磷酸鋁、八鑰酸胺共同作用，發揮出磷、鋁、鎂、鑰、氮的多元素阻燃處理。
【具體實施方式】
[0012] 為了更好地理解和實施本發明，下面結合具體實施例進一步說明本發明。
[0013] 實例 1 (1) 五氧化二磷分散液的製備：將五氧化二磷30g、硝酸乙基銨66g和環氧氯丙烷6g加 入到250ml三口瓶中，在50°C混合攪拌反應lh，得到五氧化二磷分散液的製備； (2) 將上述（1)所製備的五氧化二磷分散液10g、蓖麻油50g和3, 4-環氧四氫呋喃 20g加入到250ml三口瓶中，攪拌均勻後，往容器中加入酸性1，Γ - (丁基-1,4-二基)雙 (3- (3-磺酸丙基）咪唑陽離子）三氟甲磺酸鹽3g，升溫至60°C，冷凝回流保溫反應lh，得 產物C; (3) 往產物C中加入三羥甲基三聚氫胺3. 5g，攪拌均勻後升溫至70°C，保溫反應2h， 再加入二乙基次磷酸鋁1. 5g、八鑰酸胺0. 5g和乙二胺四乙酸二鈉鎂鹽四水物2. 5g，升溫到 70°C，攪拌反應2h，得產物D ; (4) 再往產物D中滴加質量濃度10%的氫氧化鈉溶液15ml至中性，得到棕黃色液體，即 為所述的阻燃性磷酸化加脂劑。
[0014] 下面通過實驗數據進一步說明本發明的有益效果： 實驗指標及參考文獻：皮革的阻燃性是通過煙密度法(最大煙密度、達到最大煙密度時 間）（GB8323-2008,塑料燃燒性能試驗方法-煙密度法[S])、氧指數（GB/T5454-1997,紡 織品燃燒性能試驗-氧指數法[S])、垂直燃燒指標(有焰燃燒時間、無焰燃燒時間）（GB/ T 5455-1997,紡織品燃燒能試驗-垂直法[S])來衡量，皮革的感官是由手感、豐滿性、柔 軟性來衡量，其中手感、豐滿性、柔軟性分為三個級別，由優至劣依次記為好、較好、差(段寶 榮，王全傑，吳炳田.新性氨基樹脂阻燃復鞣劑的合成及應用[J].中國皮革，2008,（5): 26-30)。斷裂伸長率參考（蔣維祺.皮革成品理化檢驗[M].中國輕工業出版社，1999， 82-96)。
[0015] 表1不同用量的阻燃性磷酸化加脂劑應用於加脂過程中所得皮革感官指標
【權利要求】
1. 一種阻燃性磷酸化加脂劑的製備方法，其特徵在於： (1) 五氧化二磷分散液的製備：將五氧化二磷、離子液體A、環氧氯丙烷按重量比 1:2. 2:0. 2的比例在50°C混合攪拌反應lh，得到五氧化二磷分散液的製備； (2) 將上述（1)五氧化二磷分散液、蓖麻油、3, 4-環氧四氫呋喃按重量比為 0. 2~0. 8:1:0. 4加入到反應容器中，攪拌均勻後，往容器中加入所述蓖麻油重量6%的離子 液體B，升溫至6(T75°C，冷凝回流保溫反應l~3h，得產物C ; (3) 往產物C中加入三羥甲基三聚氫胺，所述三羥甲基三聚氫胺與所述蓖麻油的重 量比為0.07、. 14:1，攪拌均勻後升溫至7(T90°C，保溫反應2?4h，再加入二乙基次磷酸 鋁、八鑰酸胺和乙二胺四乙酸二鈉鎂鹽四水物，升溫到70°C，攪拌反應疒3h，得產物D，其 中二乙基次磷酸鋁、八鑰酸胺和乙二胺四乙酸二鈉鎂鹽四水物與所述蓖麻油的重量比為 0. 03: 0. 01:0. 05:1 ; (4) 再往產物D中滴加氫氧化鈉溶液為中性，得到棕黃色液體，即為所述的阻燃性磷酸 化加脂劑。
2. 如權利要求1所述的一種阻燃性磷酸化加脂劑的製備方法，其特徵在於：離子液體A 為硝酸乙基銨。
3. 如權利要求1所述的一種阻燃性磷酸化加脂劑的製備方法，其特徵在於：所述離子 液體B為酸性。
4. 如權利要求1所述的一種阻燃性磷酸化加脂劑的製備方法，其特徵在於：所述離子 液體B為1，1' - (丁基-1，4-二基）雙（3- (3-磺酸丙基）咪唑陽離子）三氟甲磺酸鹽、為 四甲基-雙（3-橫酸丙基)丙燒二銨二氟甲橫酸鹽、1，1' -(丁基-1,4-二基）雙（3- (3-磺酸丙基）咪唑陽離子）巰基丙磺酸鹽中的任意一種。
【文檔編號】C14C9/02GK104152601SQ201410430147
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年8月28日 優先權日:2014年8月28日
【發明者】段寶榮 申請人:段寶榮