磷腈系列阻燃劑介紹

2020-07-23

    

磷腈(phosphazene)是一種骨架由磷和氮原子交替排列的化合物,可分為環磷腈和聚磷腈兩大類。由於磷腈化合物通過變換側基能生成多種化合物,且它們兼具無機物和有機物的優異性能,因而在阻燃領域具有廣闊的應用範圍和良好的應用前景。

    

  • 六氯環三磷腈(hexachlorocyclotriphosphazene,HCCTP)
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  1. 性能

HCCTP是最早得到的磷腈化合物,也是最基本的磷腈化合物,它的實驗式為N3P3Cl6,相對分子質量347.64,理論磷含量26.73%,理論氮含量12.09%。

HCCTOP為白色結晶,熔點為112~114°C。它的分子結構與苯環相似,是六角形的平面環,且與苯一樣具有芳香性、很好的熱穩定性和化學惰性。HCCTP上的氯很活潑,易被各種親核試劑取代而得到帶各種不同基團的環磷腈化合物,包括高環磷腈及聚磷腈。

      

  1. 製備
  • 製備 在反應瓶中依次加入研細乾燥的14gNH4Cl、85~90mL氯苯(溶劑)、適量金屬氯化物和適量的吡啶(催化劑),加熱反應物,直至沸騰回流。在激烈攪拌下滴加溶有37gPCl5的氯苯溶液,加料溫度在125~132°C。滴完後繼續反應1h左右,至氯化氫氣體釋放已很微弱,且體系由最初的淺黃色變成深黃色的澄清溶液時,表明反應已結束。停止加熱,繼續攪拌使體系中的氯化氫氣體基本釋出。整個反應過程大約4h。
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  • 分離提純 反應完成後,趁熱抽濾出為反應的氯化銨(回收重複使用),將濾液移至蒸餾瓶中,在真空度為060~0.072MPa、溫度為80~90°C下減壓蒸餾。待蒸出大部分溶劑(可回收使用),蒸餾瓶底有少亮晶體析出時,停止蒸餾。
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將蒸餾瓶中的溶液移入燒杯中,使其迅速冷卻,大約1h厚白色晶體即可基本全部析出。傾出燒杯中的上部清液,白色固體用正庚烷溶解,將所得溶液抽濾兩次以除去雜質。再將溶液迅速冷卻,1h後即析出全部固體。倒出上部清液正庚烷(可回收重複使用),所得白色晶體即為產品六氯環三磷腈。乾燥,重結晶,產品總收率為70%左右。

   

上述製備(NPCl2)3的方法採用由金屬氯化物和吡啶組成的複合催化劑(一定比例的複合氯化物和吡啶),大大縮短了反應時間。在相同的實驗條件下,不同金屬氯化物(吡啶的量相同)的催化效果不同,以NiCl2和MgCl2最好,產品收率最高可達62%;但兩重金屬氮化物複合物的催和效果更佳,產品收率最高可提高15%左右。

   

品化科技主要產品為添加型無鹵阻燃劑HPCTP 

主要應用於PC、PC/ABS樹脂、PPO、尼龍等製品中。