[發(fā)明專利]一種阻燃劑二(三溴苯氧基)二(二氯丙氧基)硅烷化合物及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310296857.8
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號(hào): CN103333189A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王彥林;韓志慧;孟凡一
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州科技學(xué)院
• 主分類號(hào): C07F7/04
• 分類號(hào): C07F7/04;C08K5/5415;C08L27/06;C08L67/06;C08L63/00;C08L75/04
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種阻燃劑二(三溴苯氧基)二(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(huán)氧樹脂等材料的阻燃劑。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人們的生活水平不斷提高，安全防火意識(shí)不斷增強(qiáng)，促進(jìn)了阻燃劑工業(yè)的快速發(fā)展。從歐盟1986年公布發(fā)現(xiàn)多溴二苯醚阻燃劑燃燒時(shí)產(chǎn)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(jià)比優(yōu)良，并且難以找到理想的替代物，從而研究開發(fā)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(fù)配提高阻燃效果是實(shí)現(xiàn)阻燃增效的方法之一，設(shè)計(jì)分子結(jié)構(gòu)中含有多重阻燃元素，而通過分子內(nèi)的阻燃元素協(xié)同增效，是實(shí)現(xiàn)阻燃劑增效的更為有效的方法。

本發(fā)明二(三溴苯氧基)二(二氯丙氧基)硅烷阻燃劑分子中同時(shí)嵌入了硅、鹵多種阻燃元素，多元素協(xié)同從不同的阻燃機(jī)理產(chǎn)生協(xié)同增效作用，硅可以在燃燒時(shí)形成致密的硅碳層，在高效鹵系阻燃的基礎(chǔ)上又增加了硅元素的阻燃作用，從而可表現(xiàn)出更高的阻燃效能。其中所用的原料四氯化硅是多晶硅產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)物，因而本發(fā)明的公開為解決多晶硅副產(chǎn)物綜合利用問題開辟了一個(gè)新的途徑，具有很好的環(huán)境效益；分子中的芳溴結(jié)構(gòu)具有電子結(jié)構(gòu)的多向性及與聚氯乙烯等結(jié)構(gòu)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(gè)高效阻燃劑新品種，該化合物阻燃效能高、用途廣，可產(chǎn)生較好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)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二(三溴苯氧基)二(二氯丙氧基)硅烷化合物。其物理化學(xué)性能穩(wěn)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(xiàn)有技術(shù)中的不足。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種阻燃劑二(三溴苯氧基)二(二氯丙氧基)硅烷化合物，其特征在于，該化合物結(jié)構(gòu)如下式所示：

其中R₁＝H時(shí)，R₂＝CH₂Cl；R₁＝CH₂Cl時(shí)，R₂＝H。

本發(fā)明的另一目的在于提出一種阻燃劑二(三溴苯氧基)二(二氯丙氧基)硅烷的制備方法，其原料廉價(jià)易得，工藝簡單，易于規(guī)模化生產(chǎn)，技術(shù)方案如下：

在攪拌下，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，用冰水浴冷卻，使反應(yīng)體系溫度降低到0℃，向四氯化硅的有機(jī)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(yīng)1h，氯化氫放完后，再加入兩倍摩爾的三溴苯酚，升溫至65-90℃，保溫反應(yīng)4-6h，氯化氫放完后，降溫至40℃以下，再滴加等摩爾的二氯丙醇，以滴加速度控制溫度不超過50℃，滴完后，升溫至70-95℃，保溫反應(yīng)5-7h，氯化氫放完后，降溫至40℃以下，液面下通入環(huán)氧乙烷除掉反應(yīng)液中微量的酸，檢驗(yàn)反應(yīng)液pH＝5-6時(shí)為終點(diǎn)，減壓蒸餾除去溶劑(回收使用)和少量低沸點(diǎn)物，得產(chǎn)品二(三溴苯氧基)二(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(jī)溶液其有機(jī)溶劑為二乙二醇二甲醚、乙二醇二甲醚、二氧六環(huán)、乙腈、四氯乙烷或四氯化碳。

如上所述的液面下通入環(huán)氧乙烷為環(huán)氧乙烷是縛酸劑。

發(fā)明人研究中發(fā)現(xiàn)固體三溴苯酚在四氯化硅的有機(jī)溶液中分散性差，反應(yīng)活性低，提高反應(yīng)溫度又會(huì)增加四氯化硅的揮發(fā)量，因此選用了先讓1mol的二氯丙醇與1mol的四氯化硅反應(yīng)，生成硅酸單酯，再與2mol三溴苯酚反應(yīng)，改善了三溴苯酚的分散性，可以在較高的溫度下反應(yīng)，克服了四氯化硅的揮發(fā)性。

本發(fā)明的二(三溴苯氧基)二(二氯丙氧基)硅烷為黃色粘稠液體，其產(chǎn)率為96.5％～98.6％，其適合作為聚氯乙烯、不飽和聚酯、聚氨酯和環(huán)氧樹脂等材料的阻燃劑之用。二(三溴苯氧基)二(2，3-二氯-1-丙氧基)硅烷：其閃點(diǎn)(開口杯)：270±5℃，分解溫度：305±5℃，密度：2.221g/cm³(25℃)，折光率：n_D²⁵＝1.6632；二(三溴苯氧基)二(1，3-二氯-2-丙氧基)硅烷：其閃點(diǎn)(開口杯)：270±5℃，分解溫度：302±5℃，密度：2.210g/cm³(25℃)，折光率：n_D²⁵＝1.6640。