[發明專利]一種主鏈含DDSQ和ODOPN結構的線性共聚物及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710177515.2
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN106832297A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 楊桂春;宋文鵬;聶俊琦;盧翠芬;陳祖興
• 申請（專利權）人: 湖北大學
• 主分類號: C08G77/30
• 分類號: C08G77/30;C08G77/44;C08L83/08;C08L83/10
• 代理公司: 武漢天力專利事務所42208
• 代理人: 程祥

技術領域

本發明涉及工程塑料阻燃劑領域，具體涉及一種無鹵高效的新型磷硅線性共聚物阻燃劑，該阻燃劑具有制備簡單，原料易得，阻燃效果好，無鹵無毒等優點，可添加到PC/ABS合金用作阻燃添加劑。

背景技術

9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)是一種新型的有機磷阻燃劑。ODOPN為DOPO與萘醌進行加成反應得到如式1，ODOPN具有較高的耐熱性，較低的吸濕性和水解性，可以用作阻燃中間體。ODOPN分子中含有兩個酚羥基，能與溴丙烯或溴丙炔反應，生成兩端帶有不飽和鍵的ODOPN衍生物。

式 1

多面籠型硅倍半氧烷是近年來頗受關注的一種有機-無機納米雜化結構，常作為改性劑或者是共聚單體用于改性高分子材料。雙層倍半硅氧烷(DDSQ)是研究較多的聚硅氧烷，因其分子納米級尺寸、規整的籠狀結構及優良的有機相容性，高溫下分解產物可以在聚合物表面形成氧化硅保護膜，廣泛用于高分子材料阻燃鄰域。另外，DDSQ含有兩個活性硅氫鍵，能與不飽和鍵進行硅氫加成反應，用于合成線性共聚物阻燃劑。

為了構造含有硅元素和磷元素的聚合物，利用磷和硅之間的協同作用，提高聚合物的阻燃效果。本發明以聚硅氧烷DDSQ與含ODOPN結構的不飽和化合物為原料，通過硅氫加成反應，制備一種新型磷硅線性共聚物阻燃劑，并將其應用于PC/ABS合金的阻燃中，改善合金的阻燃性能，避免含鹵物質污染環境。

發明內容

本發明所要解決的技術問題將聚硅氧烷DDSQ與含ODOPN結構的化合物共聚得到一種新型具有磷硅協同效應的線性共聚物阻燃劑，該阻燃劑熱穩定性高，對環境友好，無鹵無毒，阻燃效率高。

一種新型含有聚硅氧烷DDSQ和ODOPN結構的線性共聚物阻燃劑，化學結構式如式2所示：

式2

所述式2中R =或，n為8～10的整數。

一種新型含有聚硅氧烷DDSQ和ODOPN結構的線性共聚物阻燃劑，制備方法包括如下步驟：

(1) 將ODOPN，無水碳酸銫和溶劑加入到帶有攪拌子的圓底燒瓶中，加入催化劑18冠-6，室溫攪拌6 h，加入溴丙烯（或溴丙炔）升溫回流過夜，反應完成后減壓抽濾，濾液旋干，柱分離得到白色粉末狀固體a（或b）；

所述ODOPN的結構式為：。

(2) 在帶有攪拌子的三頸燒瓶中依次加入白色粉末狀固體a（或b），DDSQ（雙層倍半硅氧烷，合成方法見Macromolecules 39 (2006) 3473-3475.），氮氣保護下加入溶劑以及催化劑，逐步升溫至溶劑的沸點，回流反應18～30 h, 旋轉蒸發除去反應后的有機溶劑，降至常溫，得到灰色固體即為新型磷硅共聚物；

所述DDSQ的結構式為：。

步驟(1) 中，所述溶劑為乙腈，丙酮，甲醇，DMF中的任意一種，所述ODOPN，溴丙烯（溴丙炔），碳酸銫物質與18冠-6的量之比為1：3.0-6.0：2.0-5.0：0.02。

步驟(2)中，所述溶劑為THF、甲苯、DMF、苯中的任意一種，所述DDSQ與化合物a（b）物質的量比為1：0.8～2，催化劑為反應物總質量的百萬分之15～35倍，所述催化劑為karstedt催化劑。

一種新型含有聚硅氧烷和ODOPN結構的線性共聚物阻燃劑制備反應方程式如下：

將制備的新型含有聚硅氧烷DDSQ和ODOPN結構的線性共聚物添加到PC/ABS中作為磷硅協同阻燃劑。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：

本發明得到一種新型含有聚硅氧烷DDSQ和ODOPN結構的線性共聚物阻燃劑，此種阻燃劑，原料簡單易得，熱穩定性高，適用于PC/ABS合金，具有磷硅協同阻燃效應，添加量僅為10wt%即可達到阻燃要求。

具體實施方式

以下結合實施例對本發明作進一步說明，但本發明要求保護范圍并不局限于實施例表述范圍。

實施案例1