三異丙苯基磷酸酯是磷酸三酯類阻燃性增塑劑之一。商品牌號有Reofos50，Reofos65，Reofos95，為無色無臭透明液體，除具有低毒、高效增塑和阻燃等優(yōu)點，還有耐光性好，防霉菌性好，生物分解性高，氣味小等特點，現(xiàn)已部分取代磷酸三甲苯酯。本品與氯乙烯、硝酸纖維素、合成樹脂和天然樹脂等均有良好的相溶性，正因為以上優(yōu)點，Reofos系列在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用：在PVC薄膜上作為阻燃增塑劑，Reofos加入量的增加，氧指數(shù)增高，阻燃性加強(qiáng)。在橡膠行業(yè)中可作氯丁橡膠和丁腈橡膠等的阻燃性增塑劑；在其他行業(yè)中可作為潤滑油用的極壓添加劑以及消化纖維素漆、丙烯酸樹脂、苯酚樹脂等用的阻燃劑。因此，研究開發(fā)三異丙苯基磷酸酯作為新型增塑阻燃劑，探索其工藝條件，降低生產(chǎn)成本具有重要意義。

    目前三異丙苯基磷酸酯的生產(chǎn)方法主要有2種：三氯化磷法和三氯氧磷法。其中，三氯氧磷法制取三異丙苯基磷酸酯，采用活性較大的三氯氧磷，反應(yīng)成本低，副反應(yīng)少，后處理簡單，設(shè)備投資少，步驟簡單，一步合成，產(chǎn)品產(chǎn)率較高，不會帶來環(huán)境污染問題。本文以三異丙基苯酚和三氯氧磷為原料，通過正交實驗得到了工藝條件，該方法具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

    1實驗部分

    1.1實驗儀器及原料

    原料：三異丙基苯酚(工業(yè)級，98%)，三氯氧磷(工業(yè)級，97%)，氫氧化鈉(化學(xué)純，95%)儀器：三口燒瓶(250mL)，電動攪拌器，球式冷凝管，溫度計(0℃~250℃)，恒溫電加熱器，分液漏斗，氣體收集裝置。

    1.2合成原理

    三異丙基苯酚和三氯氧磷合成三異丙苯基磷酸酯，其反應(yīng)式為：

三異丙基苯酚和三氯氧磷合成三異丙苯基磷酸酯

    1.3實驗方法

    按要求把三異丙基苯酚裝入帶有攪拌器、溫度計、回流冷凝管、分液漏斗的250mL的三口燒瓶中，開始升溫。溫度升至100℃，滴加POCl3，控制滴加溫度100℃~110℃。約2h滴加完后，緩慢升溫至180±5℃，保溫7.5h。保溫過后，進(jìn)行減壓蒸餾，收集270℃~280℃之餾分(1.33kPa)。蒸出的餾分用等體積40%NaOH水溶液進(jìn)行中和，再水洗3次。用N2進(jìn)行氣提脫水，再用活性炭脫色、過濾，制得無色、無臭IPPP成品[4]。

    2結(jié)果與討論

    2.1原料配比的影響

    反應(yīng)溫度控制在180℃，反應(yīng)時間控制在7.5h，采用不同配比進(jìn)行實驗，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)中三異丙基苯酚三氯氧磷摩爾比對產(chǎn)品產(chǎn)率和質(zhì)量都有影響。不同配比影響見表1。

不同配比的影響

    由表1知，三異丙基苯酚三氯氧磷摩爾比低于3.1：1時，產(chǎn)品產(chǎn)率低，酸值偏高，質(zhì)量不合格。大于3.1：1時，酸值合適，質(zhì)量合格。三異丙基苯酚三氯氧磷摩爾比在2.9：1~3.3：1之間最適宜。

    2.2反應(yīng)溫度的影響

    三異丙基苯酚三氯氧磷摩爾比控制在3.1：1，反應(yīng)時間控制在7.5h，不同反應(yīng)溫度的影響結(jié)果見表2。結(jié)果表明，反應(yīng)溫度控制在170℃~190℃時能得到合格產(chǎn)品。

反應(yīng)溫度的影響

    2.3反應(yīng)時間的影響

    三異丙基苯酚三氯氧磷摩爾比控制在3.1：1，反應(yīng)溫度控制在180℃，不同反應(yīng)時間的影響見表3。實驗中發(fā)現(xiàn)如將反應(yīng)時間控制在5.5h之內(nèi)，酸值偏高，產(chǎn)品不合格。將反應(yīng)時間延長至6.5h，可得合格產(chǎn)品。若進(jìn)一步延長反應(yīng)時間，則發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品產(chǎn)率增加不顯著，延長至9.5h，產(chǎn)品產(chǎn)率出現(xiàn)下降。結(jié)果表明，反應(yīng)時間控制在6.5~8.5h。

反應(yīng)時間的影響

    2.4正交實驗結(jié)果和討論

    依據(jù)單因素實驗結(jié)果，可以確定影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)率的主要因素為：三異丙基苯酚三氯氧磷摩爾比A、反應(yīng)溫度B及反應(yīng)時間C三個因素。采用L9(33)正交表進(jìn)行正交實驗，確定制備三異丙苯基磷酸酯的工藝條件(見表4)。

正交實驗結(jié)果

    從正交實驗結(jié)果和極差分析考察三因素對產(chǎn)品產(chǎn)率和質(zhì)量的影響，表明B2A2C2為合成三異丙苯基磷酸酯的工藝條件。

    通過正交實驗結(jié)果確定的工藝條件為：三異丙基苯酚三氯氧磷摩爾比為3.1：1、反應(yīng)溫度180℃、反應(yīng)時間7.5h。在此工藝條件下合成的三異丙苯基磷酸酯產(chǎn)率達(dá)到97%以上，且產(chǎn)品質(zhì)量合格。

    參考文獻(xiàn)：

    [1]任德明等.三異丙苯基磷酸酯的合成[J].天津化工，1989，48(4)

    [2]嚴(yán)伯榮等.新型增塑劑三異丙苯基磷酸酯的合成[J].增塑劑，1995，34(1)：14-16

    [3]張啟華等.三異丙苯基磷酸酯的合成[J].山東化工，1991，26(2)

    [4]周杰興等.三異丙苯基磷酸酯的合成工藝改進(jìn)[J].上?；ぃ?999，24(19)：21-22