阅读说明：本技术 一种合成聚甲基膦酸乙二醇酯的方法 (Method for synthesizing poly (ethylene glycol methyl phosphonate) ) 是由 秦善宝 吴多坤 单宝娜 郑伟欣 袁美 刘宝峰 杨金花 于 2021-09-06 设计创作，主要内容包括：一种合成聚甲基膦酸乙二醇酯的方法,向三口瓶中加入一定量的甲基膦酸二甲酯和乙二醇,同时加入复合催化剂磷钨酸铈和离子液体,复合催化剂的物质的量比为2：(1～4)；搅拌下滴加封端剂B-OH,进行封端处理；磁力搅拌下缓慢加热蒸馏,控制体系缓慢升温,当在确定温度下不再有馏分时,停止反应,趁热过滤；滤液先节pH值至3.0～4.0,温度设为75～100℃,保温降解,得到目标产物。本发明避免了单一催化剂或者金属催化剂引起的聚甲基膦酸乙二醇酯产品粘度过大和过低,产品酸度值过高等问题,节省了产品后加工的时间和成本。(A method for synthesizing poly (ethylene glycol methyl phosphonate) comprises the steps of adding a certain amount of dimethyl methyl phosphonate and ethylene glycol into a three-necked bottle, and simultaneously adding a composite catalyst of cerium phosphotungstate and ionic liquid, wherein the mass ratio of the composite catalyst is 2: (1-4); dropping end-capping reagent B-OH under stirring for end-capping treatment; slowly heating and distilling under magnetic stirring, controlling the system to slowly raise the temperature, stopping the reaction when no fraction is available at a certain temperature, and filtering while the reaction is hot; and (3) firstly adjusting the pH value of the filtrate to 3.0-4.0, setting the temperature to be 75-100 ℃, and preserving the heat for degradation to obtain a target product. The invention avoids the problems of overlarge and overlow viscosity, overhigh acidity value and the like of the poly (ethylene glycol methyl phosphonate) product caused by a single catalyst or a metal catalyst, and saves the time and the cost for post-processing the product.)

一种合成聚甲基膦酸乙二醇酯的方法

技术领域

本发明涉及一种合成聚甲基膦酸乙二醇酯的方法，属于阻燃剂制备技术领域。

背景技术

聚甲基膦酸乙二醇酯是一种磷含量较高的含有 P-C 键的聚合膦酸酯类阻燃剂，由于分子中同时含有极性的羟基和膦酸酯基以及非极性的亚乙基，使得该阻燃剂与大多数极性的或者非极性的高分子材料具有良好的相容性。同时聚甲基膦酸乙二醇酯所含的羟基，能够参与环氧树脂的聚合反应，或者与酯类等高分子化合物发生酯交换反应，还可以与纤维素的 C-6 羟甲基脱水成醚，可以作为这些高分子材料的反应型含磷阻燃剂。甲基膦酸二甲酯与乙二醇反应生成聚甲基膦酸乙二醇酯的反应属于酯交换反应，可以被酸、碱、杂多酸等催化剂催化。催化剂对产品黏度产生影响，产品黏度太低，流动性过大，作为阻燃剂使用起来不方便；黏度过大，不易分散，也影响使用。催化剂对产品酸值也有影响，酸值过高，会出现易吸湿、易迁移等问题。因此选择一种良好的催化剂，对聚甲基膦酸乙二醇酯的生产至关重要。离子液体蒸汽压极低，不易挥发，溶解性强，不但是良好的化学溶剂, 而且还是很多反应的优良催化剂。磷钨酸铈是一种重金属络合物，对酯交换反应具有良好的催化性能。

发明内容

为了解决聚甲基膦酸乙二醇酯产品粘度过大和过低，产品酸度值过高等问题，本发明提供了一种合成聚甲基膦酸乙二醇酯的方法。具体技术方案如下：向三口瓶中加入一定量的甲基膦酸二甲酯和乙二醇，同时加入复合催化剂磷钨酸铈和离子液体，复合催化剂的物质的量比为2：（1~4）；搅拌下滴加封端剂 B-OH，进行封端处理；磁力搅拌下缓慢加热蒸馏，控制体系缓慢升温，当在确定温度下不再有馏分时，停止反应，趁热过滤；滤液先节pH值至3 .0～4 .0，温度设为75～100℃，保温降解，得到目标产物；甲基膦酸二甲酯和乙二醇的物质的量比为1:（1~2）；反应温度为160-165℃，反应时间为4-6小时；封端剂 B-OH的添加量为甲基膦酸二甲酯质量的1%；使用磷钨酸铈调节pH；保温降解时间为4-8小时，得到目标产物为淡黄色粘稠液体聚甲基膦酸乙二醇酯。

本发明的原理：

合成聚甲基膦酸乙二醇酯需要酸催化，Lewis 酸具有接受电子的能力，可以容纳P=O的π电子或O原子上的孤对电子，使得P表现出更多的正电性，更容易和亲核基团如醇羟基等发生亲核反应。常用的 Lewis 酸催化剂有很多，如离子液体、磷钨酸铈、氯化铝、γ-Al2O3、氧化锌等。

本发明相对于现有技术的有益效果：

本发明提供一种合成聚甲基膦酸乙二醇酯的方法，以甲基膦酸二甲酯与乙二醇作原料，采用磷钨酸铈和离子液体作复合催化剂，采用封端剂 B-OH降低聚甲基膦酸乙二醇酯酸度值，同时利用调节pH和温度降低聚甲基膦酸乙二醇酯粘度，解决了单一催化剂或者金属催化剂引起的聚甲基膦酸乙二醇酯产品粘度过大或过低和酸度值过高等问题。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

一种合成聚甲基膦酸乙二醇酯的方法，向三口瓶中加入一定量的甲基膦酸二甲酯和乙二醇，同时加入复合催化剂磷钨酸铈和离子液体，复合催化剂的物质的量比为2：（1~4）；搅拌下滴加封端剂 B-OH，进行封端处理来降低酸度值；磁力搅拌下缓慢加热蒸馏，控制体系缓慢升温，当在确定温度下不再有馏分时，停止反应，趁热过滤；滤液调节pH值至3 .0～4 .0，温度设为75～100℃，保温降解高分子化合物聚甲基膦酸乙二醇酯，得到目标产物；甲基膦酸二甲酯和乙二醇的物质的量比为1:（1~2）；反应温度为160-165℃，反应时间为4-6小时；封端剂 B-OH的添加量为甲基膦酸二甲酯质量的1%；使用磷钨酸铈调节pH；保温降解时间为4-8小时，得到目标产物为淡黄色粘稠液体聚甲基膦酸乙二醇酯。

本发明提供一种合成聚甲基膦酸乙二醇酯的方法，以甲基膦酸二甲酯与乙二醇作原料，采用磷钨酸铈和离子液体作复合催化剂，采用封端剂 B-OH降低聚甲基膦酸乙二醇酯酸度值，同时利用调节pH和温度降低聚甲基膦酸乙二醇酯粘度，解决了单一催化剂或者金属催化剂引起的聚甲基膦酸乙二醇酯产品粘度过大或过低和酸度值过高等问题。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。