[發明專利]反應型有機硅阻燃劑烯丙基硅酸三硅籠醇酯化合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201811298987.4
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109369699B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 劉垚;曹東東;王彥林
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18;C08K5/549
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• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種反應型有機硅阻燃劑烯丙基硅酸三硅籠醇酯化合物及其制備方法，該化合物結構如下式所示：制備方法為：在有機溶劑中，烯丙基三氯硅烷或烯丙基三甲氧基硅烷與3倍摩爾的甲基硅酸季戊四醇酯反應，經純化處理，得烯丙基硅酸三硅籠醇酯。本發明化合物含硅量高，阻燃性能優良，成炭性好，適合用作不飽和樹脂、苯乙烯、丙烯酸酯、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、環氧樹脂、聚烯烴等材料的阻燃成炭劑。并且制備方法為一步反應，工藝簡單，設備投資少，易于實現工業化生產。

技術領域

本發明涉及一種反應型有機硅阻燃劑烯丙基硅酸三硅籠醇酯化合物及其制備方法，具體涉及一種反應型有機硅阻燃劑烯丙基三{1-甲基-1-硅雜-2，6，7-三氧雜雙環[2，2，2]辛烷基-(4)-亞甲氧基}硅烷化合物及其制備方法，該化合物適合用作不飽和樹脂、苯乙烯、丙烯酸酯、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、環氧樹脂、聚烯烴等材料的阻燃劑。

背景技術

易燃合成高分子材料的廣泛應用，帶動了阻燃劑工業的快速發展；隨著人們生活水平不斷提高、安全環保意識不斷增強，對阻燃劑有了更高的要求，在要求阻燃效能的同時，更注重其安全無毒和環保性能，有機硅系阻燃劑的研究和應用迎合了社會的需求，特別是籠狀有機硅系衍生物作為阻燃劑，它具有熱穩定性好，并且還具有很好的成炭性，有防止熔滴引起二次燃燒的作用，因而，已成為現時期無鹵、環保、低毒、耐高溫、高效阻燃劑熱門研究課題。

另外，目前聚合物材料所用阻燃劑有添加型阻燃劑和反應型阻燃劑兩種。由于添加型阻燃劑與聚合物基體之間存在著或多或少的不相容性，在加工過程中會伴隨逸出、分解等現象，影響材料的性能。而反應型阻燃劑是通過共聚或接枝的方式將阻燃元素直接引入聚合物主鏈或側鏈中，不僅能達到提高阻燃性的效果，還能夠克服添加型阻燃劑從聚合物表面遷移或揮發的缺點，對聚合物的理化性能影響較小，具有較好的開發前景。

本發明公開了一種反應型有機硅阻燃劑烯丙基硅酸三硅籠醇酯化合物及其制備方法。本發明是以甲基硅酸季戊四醇酯和烯丙基三氯硅烷或烯丙基三甲氧基硅烷為原料，一步法制備該反應型籠狀硅化合物，工藝簡單，設備投資少，操作方便，成本低，易轉化為工業化生產；本發明阻燃劑，具有含硅量高、阻燃效能高、成炭性好、結構對稱與材料相容性好、燃燒過程中不產生有毒氣體等優點。特別是分子中帶有活性烯丙基能與材料聚合生成本體阻燃高分子材料，阻燃劑不遷移、不因阻燃劑的加入惡化材料的物理性能，因此，本發明阻燃劑有非常好的應用開發前景。

發明內容

本發明的目的之一在于提出一種反應型有機硅阻燃劑烯丙基硅酸三硅籠醇酯化合物，該化合物具有含硅量高、結構對稱、極性適中、與材料相容性好、能作為反應型阻燃劑使用、也可作為添加型阻燃劑使用、在燃燒過程中不會產生有毒、有害氣體等優點；適用于用作不飽和樹脂、苯乙烯、丙烯酸酯、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、環氧樹脂、聚乙烯醇、聚烯烴等材料的阻燃劑，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：

一種反應型有機硅阻燃劑烯丙基硅酸三硅籠醇酯化合物，其特征在于，該化合物的結構如下式所示：

本發明的另一目的在于提出一種反應型有機硅阻燃劑烯丙基硅酸三硅籠醇酯化合物的制備方法，其工藝簡單，易于規?；a，且原料廉價易得，設備投資少，成本低廉。

該方法為：

在裝有攪拌器、溫度計、回流冷凝器并接有干燥及氯化氫吸收裝置的反應器中，加入有機溶劑、甲基硅酸季戊四醇酯，升溫到60℃，在氮氣保護下，開始滴加烯丙基三氯硅烷，滴完后，升溫至120-150℃，保溫反應11-15h，用縛酸劑調至pH＝6.5-8，冷卻至25℃，過濾，濾餅用產物理論質量克數2倍體積毫升數的冷水洗滌，烘干，得白色固體烯丙基硅酸三硅籠醇酯。

該方法還可為：