[發明專利]反應型阻燃劑環狀有機膦硅酸酯化合物及其制備方法

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• 申請號: 201910191010.0
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN109810143A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 王彥林;王世杰;陳舒波
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: C07F9/6596
• 分類號: C07F9/6596;C08K5/549;C08L63/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種反應型阻燃劑環狀有機膦硅酸酯化合物及其制備方法，該化合物的結構如下式所示：制備方法為：在反應容器中加入有機溶劑和三羥甲基氧化磷，滴加等摩爾的二甲基二氯硅烷，滴加過程控制溫度不超過40℃，滴完后，1h升溫到70℃，保溫反應5h，然后升溫到120?140℃，保溫反應6?8h，經純化處理，得反應型阻燃劑環狀有機膦硅酸酯。本發明化合物含磷、硅兩種阻燃元素，阻燃成炭性能優良，適合用作不飽和樹脂、聚乙烯醇、環氧樹脂等的阻燃劑；用于聚氨酯為添加反應型阻燃劑；也可作為有機合成中間體。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阻燃劑環狀有機膦硅酸酯化合物及其制備方法，具體涉及一種反應型阻燃劑1，1-二甲基-1-硅雜-2，6-二氧雜-4-氧基-4-膦雜-4-羥甲基環己烷化合物及其制備方法，該化合物適合用作不飽和樹脂、聚乙烯醇、環氧樹脂等的阻燃劑；用于聚氨酯為添加反應型阻燃劑；也可作為有機合成中間體。

背景技術

進入21世紀以后，聚合物材料已經廣泛應用于建筑、電子電器和交通等領域，但其可燃性會給人們的生命財產造成很嚴重的威脅。根據近年來的火災調查結果發現，可燃聚合物材料是城市火災和建筑火災的主要火源材料之一，人們總渴望采用阻燃性聚合物材料以防止或降低其引燃火災帶來的災難，因而阻燃材料得到了迅速發展。

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、分解等現象而影響材料的性能。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。

本發明阻燃劑1，1-二甲基-1-硅雜-2，6-二氧雜-4-氧基-4-膦雜-4-羥甲基環己烷是一種活性羥基反應型有機硅、膦阻燃劑，其具有優異的阻燃性，且穩定性好，與高分子材料有很好的相容性，應用范圍廣；同時，該結構中還含有一個活性羥基官能團，能作為反應型阻燃劑制備本體阻燃材料；本發明制備為一步法，工藝簡單，設備投資少，有廣闊的市場應用和開發前景。

發明內容

本發明的目的之一在于提出一種反應型阻燃劑環狀有機膦硅酸酯化合物，其阻燃效能高，應用范圍廣，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：

一種反應型阻燃劑環狀有機膦硅酸酯化合物，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阻燃劑環狀有機膦硅酸酯化合物的制備方法，其工藝簡單，設備投資少，易于規模化生產，且原料廉價易得，該方法為：

在裝有攪拌器、溫度計、高效回流冷凝管和氯化氫吸收裝置的反應器中，氮氣保護下，加入有機溶劑和三羥甲基氧化磷，20℃下，滴加等摩爾的二甲基二氯硅烷，滴加過程控制溫度不超過40℃，滴完后，1h升溫到70℃，保溫反應5h，然后升溫到120-140℃，保溫反應6-8h，減壓蒸餾出有機溶劑及少量低沸點物，降溫到30℃，加入產物理論質量克數2倍體積毫升數的水，滴加5％的碳酸鈉溶液，調整體系pH值至7，靜置，分層，取下層無色透明黏稠液體，得反應型阻燃劑環狀有機膦硅酸酯。

如上所述的有機溶劑為二乙二醇二甲醚、四氯乙烷或乙二醇二乙醚，其用量體積毫升數為三羥甲基氧化膦質量克數的6-8倍。

本發明反應型阻燃劑環狀有機膦硅酸酯化合物為無色粘性液體，產品收率為92.5％-95.3％，密度(25℃)：1.460g/cm³，閃點(開口)：246℃。其適合用作不飽和樹脂、聚乙烯醇、環氧樹脂等的阻燃劑，用于聚氨酯為添加反應型阻燃劑，也可作為有機合成中間體，該反應型阻燃劑環狀有機膦硅酸酯化合物的合成工藝原理如下式所示：