[發明專利]一種阻燃劑三(三溴苯氧基)二氯丙氧基硅烷化合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201310296709.6
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN103333191A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 王彥林;王玉霞;孟凡一
• 申請（專利權）人: 蘇州科技學院
• 主分類號: C07F7/06
• 分類號: C07F7/06;C08K5/5425
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• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種阻燃劑三(三溴苯氧基)二氯丙氧基硅烷化合物及其制備方法，該化合物可用作聚氯乙烯、不飽和聚酯、聚氨酯和環氧樹脂等材料的阻燃劑。

背景技術

隨著科學技術的進步，人們的生活水平不斷提高，安全防火意識不斷增強，促進了阻燃劑工業的快速發展。從歐盟1986年公布發現多溴二苯醚阻燃劑燃燒時產生致癌物二噁喑以后，鹵系阻燃劑的使用受到了限制，但由于鹵系阻燃劑綜合性價比優良，并且難以找到理想的替代物，從而研究開發高效鹵系阻燃劑以減少阻燃劑的用量而降低其毒性已成為鹵系阻燃劑的重要研究方向。其中通過多種阻燃劑復配提高阻燃效果是實現阻燃增效的方法之一，設計分子結構中含有多重阻燃元素，而通過分子內的阻燃元素協同增效，是實現阻燃劑增效的更為有效的方法。

本發明三(三溴苯氧基)二氯丙氧基硅烷阻燃劑分子中同時嵌入了硅、溴、氯三種阻燃元素，三元素從不同的阻燃機理產生協同增效作用，硅可以在燃燒時形成致密的硅碳層，在高效鹵系阻燃的基礎上又增加了硅元素的阻燃作用，從而可表現出更高的阻燃效能；其中所用的原料四氯化硅是多晶硅產業的副產物，因而本發明的公開為解決多晶硅副產物綜合利用問題開辟了一個新的途徑，具有很好的環境效益；分子中的芳溴結構具有電子結構的多向性及與聚氯乙烯等結構的相似性，因而可增加該阻燃劑與聚氯乙烯等高分子材料的相容性；又為市場增加了一個高效阻燃劑新品種，該化合物阻燃效能高、用途廣，可產生較好的經濟效益。

發明內容

本發明的目的之一在于提出一種阻燃劑三(三溴苯氧基)二氯丙氧基硅烷化合物。其物理化學性能穩定，阻燃效能高，耐熱性好，與高分子材料相容性好，而且具有增塑和成炭防滴落作用，可克服現有技術中的不足。

為實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案：

一種阻燃劑三(三溴苯氧基)二氯丙氧基硅烷化合物，其特征在于，該化會物結構如下式所示：

其式中R₁＝H時R₂＝CH₂Cl；R₁＝CH₂Cl時R₂＝H。

本發明的另一目的在于提出一種阻燃劑三(三溴苯氧基)二氯丙氧基硅烷的制備方法，其原料廉價易得，工藝簡單，易于規模化生產，技術方案如下：

在攪拌下，在氮氣保護下，用冰水浴冷卻，使反應體系溫度降低到0℃，向四氯化硅的有機溶液中滴加等摩爾的二氯丙醇，滴加過程控制溫度在8℃以下，滴完后，1h升溫到35℃，保溫反應1h，氯化氫放完后，再加入三倍摩爾的三溴苯酚，升溫至80-110℃，保溫反應7-9h，氯化氫放完后，降溫至40℃以下，液面下通入環氧乙烷除掉反應液中微量的酸，檢驗反應液pH＝5-6時為終點，減壓蒸餾除去溶劑(回收使用)和少量低沸點物，得產品三(三溴苯氧基)二氯丙氧基硅烷。

如上所述的二氯丙醇為2，3-二氯-1-丙醇或1，3-二氯-2-丙醇。

如上所述的四氯化硅的有機溶液其有機溶劑為二乙二醇二甲醚、乙二醇二甲醚、二氧六環、乙腈、四氯乙烷或氯苯。

如上所述的液面下通入環氧乙烷為環氧乙烷是縛酸劑。

發明人研究中發現固體三溴苯酚在四氯化硅的有機溶液中分散性差，反應活性低，提高反應溫度又會增加四氯化硅的揮發量，因此選用了先讓1mol的二氯丙醇與1mol的四氯化硅反應，生成硅酸單酯，再與3mol三溴苯酚反應，改善了三溴苯酚的分散性，可以在較高的溫度下反應，克服了四氯化硅的揮發性。

本發明阻燃劑三(三溴苯氧基)二氯丙氧基硅烷為淡黃色固體，其產率為97.2％～98.5％，其適合作為聚氯乙烯、不飽和聚酯、聚氨酯和環氧樹脂等材料的阻燃劑之用。三(三溴苯氧基)-2，3-二氯-1-丙氧基硅烷：其熔點：185℃，閃點(開口杯)：228±5℃，分解溫度：270±5℃；三(三溴苯氧基)-1，3-二氯-2-丙氧基硅烷：其熔點：179℃，閃點(開口杯)：224±5℃，分解溫度：272±5℃。

該三(三溴苯氧基)二氯丙氧基硅烷的合成工藝原理如下式所示：

其中R₁＝H時R₂＝CH₂Cl；R₁＝CH₂Cl時R₂＝H。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：