[發(fā)明專利]一種硅樹脂阻燃劑及其合成方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110248459.X
• 申請日: 2011-08-26
• 公開（公告）號: CN102391513A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宋榮君;李斌;丁麗萍
• 申請（專利權(quán)）人: 東北林業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C08G77/38
• 分類號: C08G77/38;C08L69/00;C08L83/05
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硅樹脂阻燃劑及其合成方法，具體涉及一種雙酚A交聯(lián)含氫硅油的硅樹脂阻燃劑及其制備方法。

背景技術(shù)

硅系阻燃技術(shù)是一種新型的備受人們關(guān)注的用于工程塑料阻燃的新技術(shù)之一。到目前為止其阻燃研究主要包括兩個方面：①聚硅氧烷阻燃劑，其具有提高材料的氧指數(shù)、降低熱釋放和抑煙的能力，該阻燃劑主要包括：聚甲基硅氧烷、聚苯基硅氧烷和支鏈聚硅氧烷，并且支鏈聚硅氧烷具有更好的阻燃效果。Lji?M.等人研究合成了支鏈聚甲基苯基硅氧烷，并且研究發(fā)現(xiàn)，其對聚碳酸酯(PC)具有很好的阻燃作用，添加6％，氧指數(shù)可達到40.6。將聚甲基硅氧烷與聚碳酸酯共聚可獲得高氧指數(shù)(LOI＝37)材料。聚硅氧烷在聚碳酸酯中的阻燃機理被認為是聚硅氧烷能遷移到聚碳酸酯的表面，形成隔熱、隔氧的保護層。Zhou?Wenjun，Yang?Hui等人對直鏈和支鏈的熱解行為進行了研究，證實了支鏈聚硅氧烷比直鏈聚硅氧烷具有更高的熱穩(wěn)定性。②籠型硅氧烷齊聚物(POSS)用于聚合物納米增強材料，POSS做為阻燃劑被用于聚丙烯(PP)、聚對苯二甲酸二丁酯(PBT)、聚氨酯(PU)等聚合物阻燃研究，POSS能有效降低材料的熱釋放速率，但對氧指數(shù)的貢獻有限，要滿足工程高分子材料的阻燃要求還需進一步研究。目前硅系阻燃劑(聚硅氧烷)已由美國的GE公司、日本的NEC公司等生產(chǎn)，其主要應(yīng)用于聚碳酸酯的阻燃。

然而目前國內(nèi)外對硅系阻燃劑的研究還比較單一，有實際應(yīng)用的主要是聚甲基硅氧烷、聚苯基硅氧烷和支鏈聚硅氧烷等，且主要應(yīng)用于聚碳酸酯中。加入磺酸鹽能有效提高硅系阻燃劑的效果，但引入磺酸基會導(dǎo)致環(huán)境污染。另外目前硅基阻燃劑價格非常昂貴，一般應(yīng)用恐難以接受。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供了一種硅樹脂阻燃劑及其合成方法，得到雙酚A交聯(lián)含氫硅油的硅樹脂阻燃劑，具有很好的阻燃效果，增加了含樹脂硅阻燃劑的種類，拓展了含硅阻燃劑的應(yīng)用，合成方法簡單、成本低。

本發(fā)明的硅樹脂阻燃劑是按重量份由2～15份的雙酚A、10～30份的含氫硅油、0.05～2份的催化劑和50～100份的甲苯反應(yīng)制備得到的，其中含氫硅油中活性氫的質(zhì)量百分含量為0.1％～10％，所述催化劑為辛酸亞錫、氯化亞錫、二氧化鉑、氯鉑酸、三氯化鐵。

本發(fā)明的硅樹脂阻燃劑的合成方法是通過以下步驟實現(xiàn)的：一、按重量份稱取2～15份的雙酚A、10～30份的含氫硅油、0.05～2份的催化劑和50～100份的甲苯，其中含氫硅油中活性氫的質(zhì)量百分含量為0.1％～10％，所述催化劑為辛酸亞錫、氯化亞錫、二氧化鉑、氯鉑酸、三氯化鐵；二、將步驟一稱取的雙酚A、含氫硅油、催化劑和甲苯依次加入裝有攪拌器和回流冷凝器的反應(yīng)容器中，然后將反應(yīng)容器放入30～70℃的恒溫油浴中，反應(yīng)2～5小時，然后將油浴升溫至70～120℃，再恒溫反應(yīng)3～10小時，得反應(yīng)后體系；三、將步驟二得到的反應(yīng)后體系旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑及小分子化合物，再用乙醚洗滌后，烘干得白色固體硅樹脂阻燃劑產(chǎn)物，即完成硅樹脂阻燃劑的合成。

本發(fā)明的含硅樹脂阻燃劑采用雙酚A與側(cè)鏈含氫硅油發(fā)生縮合反應(yīng)生成以雙酚A為橋交聯(lián)含氫硅油的一種網(wǎng)狀硅樹脂結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的含硅樹脂阻燃劑的合成方法簡單、成本低。

將本發(fā)明的含硅樹脂阻燃劑均勻混入聚碳酸酯基聚合物(PC基聚合物)中，既可得具有高阻燃性能的聚碳酸酯阻燃材料，此聚碳酸酯阻燃材料阻燃性好，氧指數(shù)達到35.6％，UL94垂直燃燒測試通過V0級，而且聚碳酸酯阻燃材料無污染，含硅樹脂阻燃劑添加量低，力學(xué)性能優(yōu)異。

附圖說明

圖1為具體實施方式一的硅樹脂阻燃劑的結(jié)構(gòu)示意圖，其中表示含氫硅油，表示雙酚A；

圖2是傅里葉紅外譜圖，圖中曲線a為具體實施方式十五的步驟一中的雙酚A的紅外譜圖，曲線b為具體實施方式十五的步驟一中的含氫硅油的紅外譜圖，曲線c為具體實施方式十五合成的硅樹脂阻燃劑的紅外譜圖；

圖3是具體實施方式十五合成的硅樹脂阻燃劑的¹³C-NMR波譜圖；

圖4是具體實施方式十五合成的硅樹脂阻燃劑的²⁹Si-NMR波譜圖；

圖5是具體實施方式十六的傅里葉紅外譜圖，圖中曲線a為步驟一中的雙酚A的紅外譜圖，曲線b為步驟一中的含氫硅油的紅外譜圖，曲線c為合成的硅樹脂阻燃劑的紅外譜圖；

圖6是具體實施方式十七的傅里葉紅外譜圖，圖中曲線a為步驟一中的雙酚A的紅外譜圖，曲線b為步驟一中的含氫硅油的紅外譜圖，曲線c為合成的硅樹脂阻燃劑的紅外譜圖；