年产2500吨阻燃剂磷酸三乙酯工艺装置设计文献综述

 2023-10-23 09:10

文献综述

1.研究现状及发展趋势

近几年来,中国阻燃剂生产量的年平均增长率估计可达 15%-20%,远远超过全球 3%-4%的 水平。2010 年国内塑料制品产量为 5830.38 万吨,按阻燃剂塑料占塑料制品的 20%和阻燃剂使用比 例 10%计算,2010 年国内阻燃剂行业潜在市场规模在 117 万吨左右,2011 年国内阻燃剂市场规模 在 98 万吨左右。 随着塑料、橡胶和纤维等合成材料工业的发展,这些材料被广泛地应用于交通、建筑、电器等 领域。由于这些材料固有的燃烧速度快,易燃性,很难被扑灭,由此带来的火灾隐患已成为全球关注的问题。随着全球安全环保意识日益增加,人们对高分子材料制品阻燃的要求也越来越高。

为了满足人们对阻燃剂的需求,未来磷系阻燃剂将朝着这几个方向发展: 在各类阻燃剂中,磷系阻燃剂,特别是有机磷系阻燃剂占有重要地位。在非卤化驱动下,本世 纪初人们就开始对有机磷系阻燃剂进行系统研究,近十年磷系阻燃剂已成为我国国内阻燃剂开发和科研单位研究的热点。磷酸酯阻燃剂由于具有无毒、无卤、低烟、阻燃效果持久、与材料相容性好、 耐水、耐热、耐迁移性等优点,所以符合阻燃剂的发展方向,具有很好的发展前景。

根据组成结构和使用方式不同,磷系阻燃剂可分为添加型阻燃剂和反应性阻燃剂 2 大类。其 中有机磷系阻燃剂又包括阻燃磷酸酯、亚磷酸酯、有机磷盐和氧化磷、磷杂环化合物等。而磷酸酯 又可分为烷基磷酸酯、芳基磷酸酯、缩合磷酸酯、环状磷酸酯、笼型及螺状磷酸酯等。

目前阻燃剂磷酸三乙酯的制备方法主要有两种

(1)由三氯氧磷、乙醇与乙酸钠作用制备①氯化磷酸二乙酯的制备 将三氯化磷与甲苯混合后,搅拌下加入无水乙醇,湿度控制在30-40℃加完后继续搅拌0.5h ,反应生成亚磷酸二乙酯。接着再滴入二氯硫酰,湿度管制在30-40℃减压除去多余的二氯硫酰,剩余物即氯代磷酸二乙酯。②磷酸三乙酯的制备 将乙醇钠的醇溶液加入反应釜,在搅拌下滴加氯代磷酸二乙酯,湿度控制在70℃以下,用乙醇钠和乙酸调解pH值至7-8,加完后搅拌4h。然后加入冷水,搅拌均匀后再加入甲苯,继续搅拌一段时间,静置分层,提取上层油状物,用无水碳酸干燥,过滤后回收甲苯,再进行减压蒸馏,收集72-88℃/0.4-0.667MPa的产物,即得成品。(2)以三氯氧磷和乙醇为原料,将三氯氧磷加入反应釜,用冰盐水冷却至低于 10℃左右,滴加乙醇,开动搅拌,真空度调整为 0.06MPa。再加入过量的乙醇,开动搅拌,控制反应温度为 20℃-25℃,真空度为 0.098MPa,反应一个半小时后,得到粗产品。对粗产品进行蒸馏,得到产品。

2. 本课题研究的意义和价值

以无水乙醇和三氯氧磷为原料,用三酯化法生成磷酸三乙酯,反应时间短,反应条件温和化学性质稳定,价廉易得,易于保存等优点,具有很高的工业应用价值。

而且该品作为高沸,点溶剂,用途十分广泛。它可以用作塑料和涂料中的增塑剂、 添加型阻燃剂、 硬化剂和促进剂, 在纺织品和纸制品中用作助剂。 还作为润滑剂、 浮选剂、 消泡剂、 乳化剂、 稳定剂或萃取剂用于化学工业。主要用途如下:(1)催化剂 二甲苯异构体催化剂;烯烃的聚合催化剂;制造四乙基铅的催化剂;制造碳化二亚胺的催化剂;三烷基硼和烯烃的置换反应催化剂;用乙酸高温脱水制造乙烯酮的催化剂;苯乙烯同共轭二烯类化合物聚合用的催化剂;如果在对苯二甲酸、乙二醇聚合时使用则有防止纤维变色的作用。(2)溶剂 硝酸纤维素及乙酸纤维素的溶剂;用于保持有机过氧化物催化剂寿命的溶剂;氟化乙烯分散用的溶剂;作聚酯树脂、环氧树脂的固化催化剂的过氧化物剂及稀释剂。(3)稳定剂 氯系杀虫剂和稳定剂;酚醛树脂的稳定剂;糖醇树脂的固体剂。(4)合成树脂方面 二甲酚甲醛树脂的固化剂;壳型塑模所使用的酚醛树脂的软化剂;氯乙烯的柔软剂;乙酸乙烯聚合物的增塑剂;聚酯树脂的阻燃剂。

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