阻燃剂——双酚A-双（二苯基磷酸酯）即 BDP是一种环保型非卤有机磷系阻燃剂，适用 于热塑性材料，特别适用于PC/ABS共混ห้องสมุดไป่ตู้的阻 燃改性，易达到UL-94V-0标准，能增加塑料的 耐冲击力、潮湿环境中耐降解性。
优 点：非卤、磷含量高、高分子量、低挥发 性、阻燃增塑等。
2. 实验
2.1 合成方法的选取 目前BDP的合成工艺主要有三种:
待反应物温度降至80℃以下，改用减压蒸 馏装置蒸馏过量的苯酚。产物为BDP粗品，淡黄 色粘稠状液体。
粗品处理 向粗产品中加入与其等质量的甲苯、环氧丙
烷，加热搅拌混合均匀。用1%的盐酸于75℃酸洗 15分钟，静置分层，弃去上层清夜。下层油状物 用自来水于75℃洗三次，每次15分钟。
下油层用减压蒸馏装置蒸馏约2小时，即得 产品BDP，淡黄色粘稠状液体。
剂用量为双酚A质量的0.8%，第一步反应温 度为100－115℃，时间为5.5h，第二步反应 温度为140－165℃，时间为6.5h。 3. 粗品的处理：酸洗后水洗。 4. 合成的阻燃剂适用于PC/ABS共混物的阻燃改 性，易达到UL-94V-0标准。
通过正交实验分析，得到如下结论:
1.投料比: 1:2.5:4.2 （BPA:POCl3:PhOH） 2.催化剂用量: 0.8% wt of BPA 3.第一步反应时间: 5.5h 4.第二步反应时间: 6.5h
3.5 粗品处理的分析与讨论
通过对比分析，采用加入螯合剂（1%盐 酸）与催化剂金属离子形成易溶于水的螯合物， 通过水洗去除催化剂离子；加入环氧丙烷与副 产物反应生成水溶性的物质，通过水洗的方法 移除。因粗产物粘度较大，故先加入与其等质 量的甲苯稀释。水洗一般3遍为宜，每次15分 钟（75℃），水洗次数过多则油相与水相分层 较难，过少则洗不净。
放大实验
阻燃实验分析
3.1催化剂的选取
氯化镁、氯化铝和氯化钙是文献中多次提到的合适 的催化剂，故从这三种物质中筛选出最理想的催化剂。 在投料比、反应温度、催化剂用量（双酚A加料量的 0.8%）不变的情况下对催化剂进行了考察，实验结果见 表3.1。
3.2 第一步反应温度的确定
若第一步反应温度太低(低于75℃)，那么反应进行得 很慢，反应不充分；若温度超过125℃时，又会使产品颜 色变深、副产物增多，目标产物的收率降低。有关的实验 结果见表3.2。
（1）三氯氧磷同双酚A反应得到双酚A四氯双磷 酸酯，再用苯酚进行封端，得到目标物；
（2）三氯氧磷同苯酚反应得到二苯基磷酰氯 后，再与双酚A反应得目标产物；
（3）以酚钠代替酚为原料，即用苯酚钠对双酚A 四氯双磷酸酯进行封端反应得产物。
本次实验采用操作较为简单且原料易得的 方法（1）合成BDP，以三氯氧磷、双酚A、苯酚 为原料，采用两步催化反应合成法合成，反应 机理如下：
3.6 放大实验
在小试成功并优化了合成条件的基础上做了放大实验， 合成步骤及粗品的处理过程同2.3。加料情况见表3.6， 产率、粘度和酸值见表3.7。
3.7 阻燃剂BDP的红外分析
使用尼康SX170 FTIR光谱仪在4000-400cm-1 范围内测定 图1.1 样品BDP红外谱图 (样品为美国进口) 图1.2 放大实验1号产品红外谱图
第一步:
第二步:
2.2 实验所需药品及仪器
药品:三氯氧磷(C.P.)、双酚A(C.P.)、苯酚(A.R.)、无 水氯化镁(A.R.)、三氯化铝(A.R.)、无水氯化钙 (A.R.),盐酸(A.R.)、甲苯(A.R.)、环氧丙烷 (C.P.)、氢氧化钠(A.R.)、 0.2%酚酞试剂
仪器: NDJ-1A旋转粘度计、尼康SX170 FTIR 光谱仪
新型阻燃剂BDP的合成及应用
姓 名: 指导教师: 班 级:
刘洋 王忠卫 化学工程与工艺02级1班
内容
1. 文献综述 2. 实 验 3. 结果和讨论 4. 结 论 5. 致 谢
1、文献综述
目前工程塑料用阻燃剂主要是卤系阻燃剂，因 其生产使用过程中的污染性和毒性受到限制。磷 系阻燃剂作为一种环保型阻燃剂具有无烟、低毒 的特点。欧盟等发达国家已下禁令今后停止使用 部分卤系阻燃剂，我国相关法规也在制定中，但 我国市场上工程塑料用磷系阻燃剂品种少品质差 ，需要加强研究开发。
待反应物温度降至80℃以下，改用减压蒸 馏装置蒸馏过量的三氯氧磷。产物为中间体— 四氯双磷酸酯-双酚A，淡黄色粘稠透明液体。
第二步 将中间产物加热到120℃，加入苯酚，反应
过程中通入氮气。控制温度在140—160℃范围内， 使反应进行6小时，直到产生的HCl的量很少时 （用PH试纸检测)，停止加热。
3.3 第二步反应温度的确定
第二步反应过程中，在合适的温度下加入苯酚使第一 步反应生成的中间产物转化成最终目的产品，如果反应温 度过低，使反应进程太慢，若反应温度过高，又会使副反 应增多，有关实验结果见表2.3。
3.4 正交设计实验
投料比（双酚A：三氯氧磷：苯酚，摩尔比）、催化 剂的用量（BPA， wt%）及反应的时间采用正交设计进行 操作。表3.4为本实验的因素水平表，表3.5为L9(34)正交 表。
图1.1 样品BDP红外谱图 图1.2 放大实验1号产品红外谱图
3.8 阻燃剂BDP的阻燃实验分析
用于PC/ABS合金中，添加量为树脂质量的12%。 测试表明，PC/ABS阻燃塑料的极限氧指数达29.4， 超过美国UL-94V-0级标准，具有自熄性。
4. 结 论
1. 催化剂：无水氯化镁。 2. 最佳工艺条件：原料配比为1:2.5:4.2，催化
KDM型控温电热套、 SHZ-D(Ⅲ)循环水式真空 泵、JY1001电子天平
2.3 合成步骤
第一步 依次向烧瓶中加入催化剂、三氯氧磷，加
热并打开电动搅拌器。升温并加入双酚A，反应 过程中通入氮气。缓慢升温至100℃，控制反应 温度在100—110℃，反应进行5小时。当生成的 HCl的量很少时（用PH试纸检测），停止加热。
3、结果和讨论
BDP的合成受多种因素的影响，本文采用单 因素实验法对催化剂、反应温度进行了考察； 采用正交实验法讨论了投料比、催化剂用量、 反应时间对目的产物收率的影响，确定了合成 BDP的适宜的反应条件。
催化剂的选取
第一步反应 温度的确定
第二步反应 温度的确定
正交实验确定 最佳反应条件
红外分析