scep是一种混合型三芳基磷酸酯,是国外Reofos商品系列之一,具有阻燃和增塑的功能。Reofos因具有良好的性能,在20世纪80年代后,英、美等国家普遍用它作阻燃增塑剂,可广泛用于生产阻燃性塑料和橡胶制品(如塑料、护墙纸、电线电缆、运输带、人造革等)。scep与其他阻燃增塑剂(如ＴＣＰ、ＴＣＥＰ)相比,具有低毒、低粘度、气味小、耐光稳定性好、阻燃性能优良等特点,也能作为主增塑剂。合成scep所采用的工艺路线是用苯酚和对-叔丁基苯酚与三氯氧磷进行酯化反应,实际上磷酸酯的组成不定,根据苯酚和对-叔丁基苯酚的配比不同,产物组成也相应改变。
1 实 验
1.1 主要原料苯酚,工业品,质量分数≥99%;对-叔丁基苯酚,工业品,质量分数≥97%;三氯氧磷,工业品,质量分数≥99%。
1.2 工艺流程合成ＳＣＥＰ的工艺流程见图1。
1.3 制备方法首先将苯酚240ｇ、对-叔丁基苯酚60ｇ、催化剂5.0ｇ加入带有搅拌器、温度计、冷凝器和滴液漏斗的四口烧瓶中,于搅拌下加热到60℃,滴加三氯氧磷160ｇ,加完后缓慢升温至150℃并保温4ｈ将其冷却至70℃,中和、水洗,然后减压蒸馏,收集190～240℃、0.2ｋＰａ的馏分,得到303.8ｇ产品收率87.8%。
2 结果与讨论
2.1 催化剂用量对scep收率的影响保持温度150℃,反应时间4ｈ不变,改变催化剂用量,结果见表1。
由表1可见,催化剂的用量不是越大越好,只有在5.0ｇ时收率最大;催化剂用量过大时,收率反而下降,后处理较难。
2.2 滴加温度和保温时间对ＳＣＥＰ收率的影响在制备ＳＣＥＰ的酯化反应中,重点考察了滴加温度和保温时间对产品收率的影响,其结果见表2。
由表2可见,在滴加温度60℃、保温温度150℃、持续反应时间4ｈ时,其产品收率最高。若将保温温度提高到200℃,虽然反应时间缩短为2.5ｈ,收率变化不大,但有下降趋势,而且温度过高,不利于工业化生产。为此,我们选择了60℃、150℃、4ｈ作为酯化反应的条件。在合成ＳＣＥＰ阻燃增塑剂过程中,苯酚和对-叔丁基苯酚的配比主要影响产品的粘度。一般来说,作为主增塑剂,其粘度低为好,如加工运输带之类产品糊树脂的粘度低时容易浸入带芯。可是有些产品(如人造革)不要求增塑剂的粘度,因而合成ＳＣＥＰ时根据用户的要求,可以选择不同的配比而生产出系列产品。
3 应用实验部分对scep与同类产品ＴＣＰ阻燃增塑剂进行阻燃性对比试验,配料比见表3。
按表3的配比制备EPVC树脂,浸入三层带芯中,通过塑化而制成阻燃运输带试样。按我国煤炭部发行的ＭＴ147-95《煤矿用阻燃运输带标准》方法测试其阻燃性能,其结果见表4。
4 结 论(1)scep阻燃增塑剂阻燃性能优于ＴＣＰ阻燃增塑剂。(2)ＳＣＥＰ阻燃增塑剂合成工艺简单,原料易得,设备投资少,容易投入工业化生产。(3)ＳＣＥＰ阻燃增塑剂在塑料和橡胶加工过程中不需进行任何处理,直接与其他助剂一起添加即可,用户使用方便。