[發(fā)明專利]一種阻燃劑硅酸二(三溴苯基)二氯乙酯化合物及其制備方法

有效

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• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN103319512A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設計）人: 王彥林;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;C08K5/5415;C08L27/06;C08L67/06;C08L75/04;C08L63/00
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技術領域

本發(fā)明涉及一種阻燃劑硅酸二(三溴苯基)二氯乙酯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(huán)氧樹脂等材料的阻燃劑。

背景技術

隨著日益嚴格的阻燃立法、行業(yè)指令的相繼出臺以及環(huán)保意識的增強，全球阻燃劑的消費量快速增長，尤其是對新型、高效與環(huán)保型阻燃劑具有更加迫切的需求。

目前鹵系阻燃劑是應用范圍最廣，綜合性價比最高的一類有機阻燃劑，但一般含鹵阻燃材料發(fā)生火災時會釋放出大量煙霧、二噁喑等有害氣體，特別是歐盟對鹵系阻燃劑發(fā)出限令之后，給鹵系阻燃劑的前景蒙上了一層陰影。不過，由于鹵系阻燃劑綜合性價比高，應用技術已很成熟，在很多應用領域里目前還難于找到合適的鹵系阻燃劑替代品，不過逐步實現(xiàn)阻燃劑的無鹵化和環(huán)保化，已是明確的研究趨勢。但總的發(fā)展趨勢是無鹵化的呼聲雖高，但無鹵化的進程不會太快，也即阻燃劑的無鹵化將是一個比較漫長的過程。同時開發(fā)高效鹵系阻燃劑減少阻燃劑的添加量以達到減少燃燒時所放出的鹵化氫的量及減少對材料機械加工性能的影響已是研究的重要方向之一。

能源的緊張促進了光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時多晶硅產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物四氯化硅無法處理，因此四氯化硅的綜合利用已經(jīng)成為制約我國光伏產(chǎn)業(yè)的瓶頸技術，而四氯化硅中的氯和硅都是可利用的有效阻燃元素。硅系阻然劑本身具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、防熔體滴落和阻燃抑煙性能，是目前低煙、低毒阻燃材料開發(fā)的重點之一。把硅、溴、氯三個優(yōu)良的阻燃元素設計在同一分子結構中，產(chǎn)生協(xié)同阻燃效應，就能發(fā)揮理想的阻燃效果；阻燃劑分子結構中引入了芳溴結構，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，可增加該阻燃劑與聚氯乙烯等高分子材料的相容性。為了達到上述目的，推動科技的發(fā)展，本發(fā)明用四氯化硅為原料制備了溴、硅、氯三元素協(xié)同阻燃劑，其具有優(yōu)良的增塑性和成炭防滴落作用。本發(fā)明為市場急需提供了一種高效阻燃劑新品種，具有較好的社會經(jīng)濟效益。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提出一種阻燃劑硅酸二(三溴苯基)二氯乙酯化合物。其物理化學性能穩(wěn)定，硅、溴、氯三元素協(xié)同阻燃效能高，耐熱性好，與高分子材料相容性好，而且具有成炭防滴落作用，可克服現(xiàn)有技術中的不足。

為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術方案：

一種阻燃劑硅酸二(三溴苯基)二氯乙酯化合物，其特征在于，該化合物結構如下式所示：

本發(fā)明的另一目的在于提出一種阻燃劑硅酸二(三溴苯基)二氯乙酯的制備方法，其原料廉價易得，工藝簡單，易于規(guī)?；a(chǎn)，技術方案如下：

如上所述硅酸二(三溴苯基)二氯乙酯的制備方法，其特征在于，該方法為：

在攪拌下，用冰水浴冷卻，在氮氣保護下，向四氯化硅的有機溶液中液面下通入等摩爾的環(huán)氧乙烷，以通入速度控制溫度在20℃以下，通完后，再加入兩倍摩爾的三溴苯酚，升溫至65-90℃，保溫反應3-6h，待氯化氫放完后，降溫至30℃，液面下再通入一定摩爾比的環(huán)氧乙烷，以通入速度控制不超過35℃，而后30min升溫至40-60℃，保溫反應2-4h，使反應液的pH值達到5～6，減壓蒸餾除去溶劑(回收使用)和少量低沸點物，得產(chǎn)品硅酸二(三溴苯基)二氯乙酯。

如上所述的一定摩爾比為四氯化硅∶環(huán)氧乙烷(第一次通入)∶三溴苯酚∶環(huán)氧乙烷(第二次通入)的摩爾比為1∶1∶2∶1-1∶1∶2∶2。

如上所述的四氯化硅的有機溶液其有機溶劑為二氧六環(huán)、甲苯、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷或乙二醇二甲醚。

發(fā)明人研究中發(fā)現(xiàn)其加料順序，先讓1mol的環(huán)氧乙烷與1mol的四氯化硅反應，再與2mol三溴苯酚反應，然后再與足量的環(huán)氧乙烷反應，對于反應活性的利用及控制是很必要的。三溴苯酚在四氯化硅的有機溶液中分散性差，反應活性低，與四氯化硅需在較高的溫度下反應，而四氯化硅在高溫下極易揮發(fā)，難于控制。而環(huán)氧乙烷反應活性較高，在較低的溫度下就能和四氯化硅迅速完全反應，1mol環(huán)氧乙烷要和1mol四氯化硅反應后，生成硅酸單酯，就克服了四氯化硅的揮發(fā)問題，也提高了體系對三溴苯酚的溶解分散性。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)苯酚反應活性較高，可以和四氯化硅在較低的溫度下順利反應，但是苯酚的結構中沒有阻燃元素，其產(chǎn)品的阻燃性能不高。