Page 196 - 精细化工2019年第8期

第 36 卷第 8 期 精 细 化 工 Vol.36, No.8
201 9 年 8 月 FINE CHEMICALS Aug. 2019

橡塑助剂
磷酸乙基新戊二醇酯的合成及阻燃性能测试

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赵新叶，徐 洋，王俊龙，张孟宇，职慧珍 ，杨锦飞
（南京师范大学 化学与材料科学学院，江苏 南京 210023）

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摘要：以新戊二醇、三氯氧磷、乙醇为原料，合成了一种阻燃剂磷酸乙基新戊二醇酯（Ⅱ），采用 FTIR、HNMR、
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13 CNMR、 PNMR、ESI-MS 表征了其化学结构。考察了物质的量比〔n（新戊二醇磷酰氯）∶n（乙醇）〕、反应
温度和反应时间等因素对反应的影响，得到最佳反应条件为∶n（新戊二醇磷酰氯）∶n（乙醇）=1∶5，反应温
度 50 ℃，反应时间 8 h，产率达 80.8%。将合成的阻燃剂磷酸乙基新戊二醇酯添加到硬质聚氨酯泡沫（RPUF）
中，通过极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL-94）实验测定了 RPUF 的阻燃性能，以及利用 TGA 表征了阻燃剂
和 RPUF 的热稳定性。结果表明：磷酸乙基新戊二醇酯的添加，在一定程度上降低了 RPUF 的热稳定性，但是
RPUF 的阻燃性能有所提高。添加量为 30%（质量分数，以材料总质量计）时可使 RPUF 的 LOI 值从 17.1%提
高到 22.5%，通过垂直燃烧 V-2 级，以及在 800 ℃时，残炭量由 15.8%增加到 18.9%。
关键词：磷酸乙基新戊二醇酯；阻燃性能；硬质聚氨酯泡沫；橡塑助剂
中图分类号：O627.51; TQ314.24 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2019) 08-1684-06

Synthesis and Flame Retardant Performance of Ethyl Neopentyl Phosphate

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ZHAO Xin-ye, XU Yang, WANG Jun-long, ZHANG Meng-yu, ZHI Hui-zhen , YANG Jin-fei
（College of Chemistry and Materials Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210023, Jiangsu, China）

Abstract: A kind of flame retardant, 2-ethoxy-5,5-dimethyl-[1,3,2]dioxaphosphinane (Ⅱ) was synthesized
using neopentylglycol, phosphorus oxychloride and ethanol as raw materials. Its chemical structure was
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identified by means of FTIR, HNMR, CNMR, PNMR and ESI-MS. The effects of molar ratio of
2-chloro-5,5-dimethyl-[1,3,2]dioxaphosphinane to ethanol, reaction time and reaction temperature on the
yield of the target product were studied. The results showed that the optimum conditions were obtained as
follows: n(2-chloro-5,5-dimethyl-[1,3,2]dioxaphosphinane)∶n (ethanol)=1∶5, reaction temperature 50 ℃,
reaction time 8 h. Under these conditions, the yield of the target product reached 80.8%. Subsequently, the
synthesized flame retardant was then added to rigid polyurethane foams (RPUF). The flame retardancy of
the resulting composite material was tested by limiting oxygen index (LOI) and vertical (UL-94) tests.
Meanwhile, the thermal stability of flame retardant and RPUF was characterized by thermogravimetric
analysis (TGA). The results indicated that the addition of 2-ethoxy-5,5-dimethyl-[1,3,2]dioxaphosphinane
reduced the thermal stability of RPUF to a certain extent, but improved its flame retardancy. The composite
containing 30% compoundⅡachieved UL-94 V-2 rating with a LOI value of 22.5%, higher than that of pure
RPUF (17.1%), and the residual mass increased from 15.8% (for pure RPUF) to 18.9%.
Key words: 2-ethoxy-5,5-dimethyl-[1,3,2]dioxaphosphinane; flame retardancy; rigid polyurethane foams;
rubber and plastics auxiliaries

有机磷化合物在有机合成、药物化学以及生物 在化学工业方面也有着广泛的应用，如用作阻燃剂、
化学等方面是一类具有重要意义的化合物 [1-3] 。磷酸 增塑剂、润滑剂以及液压油等 [7-9] 。而环状磷酸酯因
酯类化合物是最基本的有机磷化合物，因有一定的 具有高效、低烟、低毒及优良的热稳定性等优点 [10-13] ，
生物活性 [4-6] ，常用作抗菌剂以及催化抗体。此外， 广泛应用于环氧树脂 [14] 、聚丙烯 [15-16] 、聚碳酸酯 [17-18]

收稿日期：2019-01-09; 定用日期：2019-03-11; DOI: 10.13550/j.jxhg.20190033
基金项目：江苏省产业前瞻与共性关键技术竞争项目（BE2017165）；南京师范大学常州、镇江创新发展研究院孵化项目
作者简介：赵新叶（1992—），女，硕士生。联系人：职慧珍（1974—），女，副教授，E-mail：zhihuizhen@163.com。