PVC阻燃增塑剂的制备方法及其应用与流程

本发明涉及增塑剂，具体为pvc阻燃增塑剂的制备方法及其应用。

背景技术：

1、增塑剂是添加到高分子材料中能够改变材料塑性，使之容易加工，制品更加柔软的塑料添加剂，种类繁多。其中邻苯类增塑剂作为pvc材料的增塑剂，应用广泛，但是这类增塑剂容易从pvc材料中析出，从而影响了材料的性能，给人们的身体健康带来严重的威胁，因此开发出环保无毒的增塑剂，是当前增塑剂开发的方向之一。

2、单独的pvc树脂氯含量均大于50%，本身不能燃烧，但是大部分的pvc制品都具有可燃性，这是因为在加工过程中加入了大量的不具阻燃性的增塑剂，导致了pvc制品阻燃性能下降，因此开发出具有阻燃效果的增塑剂的意义非凡。

3、如授权公告号为cn105801923b的专利，公开了一种基于蓖麻油酸均聚的不迁移的橡胶用增塑剂的制备方法，该发明以蓖麻油酸为原料，经过预聚和缩聚两个步骤，制备得到的增塑剂具有环保的特点，并且将其应用到橡胶中，可以改善橡胶加工性能、力学性能等，但是并没有改善橡胶的阻燃性能。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了pvc阻燃增塑剂的制备方法及其应用，制备得到的阻燃增塑剂，将其应用到pvc中，能够增加pvc的阻燃性能和拉伸性能。

2、pvc阻燃增塑剂的制备方法，所述制备方法如下：

3、步骤（1）、向硫代磷酸三乙酯中加入五氧化二磷，于45-55℃，搅拌反应1.5-3h，反应结束后，再向其中加入无水乙醇，升温至100-120℃，反应12-24h，反应结束后，去离子水洗涤，干燥，得到硫代磷酸二乙酯；

4、步骤（2）、在氮气条件下，将二(羟甲基)苯胺、三乙胺加入至四氢呋喃溶剂中，搅拌分撒，升温至80-90℃，再向其中加入二苯基二氯硅烷，搅拌回流反应12-24h，反应结束后，冷却至室温，过滤，减压蒸馏除去溶剂，干燥，得到中间体1；

5、步骤（3）、在氮气条件下，将中间体1加入至蓖麻油酸中，搅拌分散，再向其中加入so42-/tio2固体催化剂，升温至130-150℃，搅拌反应3-8h，搅拌结束后，抽真空，去离子水洗涤，旋蒸，得到中间体2；

6、步骤（4）、将中间体2加入至甲苯溶剂中，搅拌分散，再向其中加入过氧乙酸、磷酸，于35-50℃，反应2-6h，反应结束后，去离子水洗涤，减压蒸馏，得到中间体3；

7、步骤（5）、将中间体3加入至甲苯溶剂中，搅拌分散，升温至70-80℃，向其中加入硫代磷酸二乙酯、三苯基膦，搅拌反应3-6h，反应结束后，30%的氢氧化钠溶液调节ph为7，减压蒸馏，得到pvc阻燃增塑剂。

8、优选的，所述步骤（1）中，硫代磷酸三乙酯、五氧化二磷、无水乙醇的摩尔比为1：（0.6-0.9）：（1.3-1.6）。

9、优选的，所述步骤（2）中，二(羟甲基)苯胺、三乙胺、二苯基二氯硅烷的摩尔比为（2-2.5）：（2-5）：1。

10、优选的，所述步骤（3）中，中间体1、蓖麻油酸的摩尔比为1：（4-6）。

11、优选的，所述步骤（3）中，so42-/tio2固体催化剂的用量是中间体1、蓖麻油酸总质量的0.8-2%。

12、优选的，所述步骤（4）中，中间体2、过氧乙酸的摩尔比为1：（15-30）。

13、优选的，所述步骤（4）中，磷酸的质量是中间体2、过氧乙酸总质量的0.2-0.5%。

14、优选的，所述步骤（5）中，中间体3、硫代磷酸二乙酯、三苯基膦的摩尔比为1：（4-6）：（0.005-0.01）。

15、优选的，以上制备方法制备得到的pvc阻燃增塑剂在pvc中的应用，将干燥的pvc树脂、pvc阻燃增塑剂、硬脂酸锌、硬脂酸钙加入至转矩流变仪中，于160-170℃，以50-60℃的转速，混合4-10h，再将其置于微型注射成型机中，在160-170℃、550mpa下，加工成型，得到塑化pvc材料。

16、优选的，所述pvc树脂、pvc阻燃增塑剂、硬脂酸锌、硬脂酸钙的质量比为100：（40-60）：1：1。

17、反应机理：本发明以二(羟甲基)苯胺、二苯基二氯硅烷、蓖麻油酸等为原料，经过胺解反应、酯化反应、环氧化反应，得到中间体3，利用硫代磷酸二乙酯中含有的羟基与中间体3中含有的环氧基团，进行开环反应，得到pvc阻燃增塑剂，再将其加入至pvc等原料中，制备得到塑化pvc材料。

18、有益效果：本发明制备得到的pvc阻燃增塑剂其中含有较多的柔性长链结构以及支链结构，将其加入至pvc材料中，能够增加pvc材料的柔韧性，进而提升其拉伸性能。

19、本发明制备得到的pvc阻燃增塑剂其中含有硅元素，在高温燃烧下，能够降解生成玻璃状物质，覆盖在燃烧物表面，形成绝热碳层，抑制了氧气和热量进入下一层结构中，提升pvc材料的阻燃性能。其中含有的磷元素，在高温燃烧下，能够降解生成强脱水性的聚磷酸、偏磷酸，促进塑化pvc材料脱水炭化，并且在材料表面形成一层致密保护层，隔绝物质传递与能量运输，进一步提升材料的阻燃性能。本发明制备得到的pvc阻燃增塑剂将其加入至pvc材料中，能够增加pvc材料的拉伸性能和阻燃性能。

技术特征：

1.pvc阻燃增塑剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法如下：

2.根据权利要求1所述的pvc阻燃增塑剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中，硫代磷酸三乙酯、五氧化二磷、无水乙醇的摩尔比为1：（0.6-0.9）：（1.3-1.6）。

3.根据权利要求1所述的pvc阻燃增塑剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，二(羟甲基)苯胺、三乙胺、二苯基二氯硅烷的摩尔比为（2-2.5）：（2-5）：1。

4.根据权利要求1所述的pvc阻燃增塑剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，中间体1、蓖麻油酸的摩尔比为1：（4-6）。

5.根据权利要求1所述的pvc阻燃增塑剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中，so42-/tio2固体催化剂的用量是中间体1、蓖麻油酸总质量的0.8-2%。

6.根据权利要求1所述的pvc阻燃增塑剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，中间体2、过氧乙酸的摩尔比为1：（15-30）。

7.根据权利要求1所述的pvc阻燃增塑剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（4）中，磷酸的质量是中间体2、过氧乙酸总质量的0.2-0.5%。

8.根据权利要求1所述的pvc阻燃增塑剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（5）中，中间体3、硫代磷酸二乙酯、三苯基膦的摩尔比为1：（4-6）：（0.005-0.01）。

9.权利要求1-8任意一项所述的制备方法制备得到的pvc阻燃增塑剂在pvc中的应用，其特征在于，将干燥的pvc树脂、pvc阻燃增塑剂、硬脂酸锌、硬脂酸钙加入至转矩流变仪中，于160-170℃，以50-60℃的转速，混合4-10h，再将其置于微型注射成型机中，在160-170℃、550mpa下，加工成型，得到塑化pvc材料。

10.根据权利要求9所述的pvc阻燃增塑剂在pvc中的应用，其特征在于，所述pvc树脂、pvc阻燃增塑剂、硬脂酸锌、硬脂酸钙的质量比为100：（40-60）：1：1。

技术总结
本发明涉及增塑剂技术领域，且公开了PVC阻燃增塑剂的制备方法及其应用，本发明以二(羟甲基)苯胺、二苯基二氯硅烷、蓖麻油酸等为原料，经过胺解反应、酯化反应、环氧化反应，得到中间体3，利用硫代磷酸二乙酯中含有的羟基与中间体3中含有的环氧基团，进行开环反应，得到PVC阻燃增塑剂，再将其加入至PVC等原料中，制备得到塑化PVC材料。本发明制备得到的PVC阻燃增塑剂将其加入至PVC材料中，能够增加PVC材料的拉伸性能和阻燃性能。

技术研发人员：马世俊,徐古月,衣同喜,柳尧东,谢佳轩
受保护的技术使用者：山东振曦新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/7/15