[發(fā)明專利]一種環(huán)氧基含鑭聚倍半硅氧烷阻燃材料的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310089269.0
• 申請日: 2023-02-09
• 公開（公告）號: CN116284789A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭廣國;吳健泳
• 申請（專利權(quán)）人: 上海普信高分子材料有限公司
• 主分類號: C08G77/20
• 分類號: C08G77/20;C08G77/28;C08G77/08
• 代理公司: 義烏市宏創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 33320
• 代理人: 汪奇

本發(fā)明涉及硅氧烷阻燃材料技術(shù)領(lǐng)域，具體關(guān)于一種環(huán)氧基含鑭聚倍半硅氧烷阻燃材料的制備方法；本發(fā)明提供一種環(huán)氧基含鑭聚倍半硅氧烷阻燃材料的制備方法：20?30份烯丙基縮水甘油醚和0.002?0.05份三[雙(三甲基硅)氨基]鑭，0.5?2份1,1′?雙(二甲基硅基)二茂鐵，0.1?0.7份的卡斯泰德催化劑，50?62份乙烯基四甲基二硅烷和4?8份八乙烯基八硅倍半氧烷制備得到的環(huán)氧基含鑭聚倍半硅氧烷阻燃材料在阻燃和高強度復(fù)合材料領(lǐng)域應(yīng)用潛力巨大。

技術(shù)領(lǐng)域

該發(fā)明涉及硅氧烷阻燃材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種環(huán)氧基含鑭聚倍半硅氧烷阻燃材料的制備方法。

背景技術(shù)

倍半硅氧烷是一種有機硅化合物，其化學(xué)式為[RSiO_3/2]n(R＝H，烷基，芳基或烷氧基)。倍半硅氧烷是無色固體，采用籠狀或聚合結(jié)構(gòu)，具有Si-O-Si鍵和四面體Si頂點。倍半硅氧烷是多八面體倍半硅氧烷(POSS)的一種，作為陶瓷材料和納米復(fù)合材料的前驅(qū)體引起了人們的關(guān)注。不同的取代基(R)可以連接到Si中心。這些分子是不尋常的，因為它們具有無機硅酸鹽核和有機表面。硅芯具有剛性和熱穩(wěn)定性。

環(huán)氧基POSS的活性基團能與氨基、羧基等基團反應(yīng)，可接枝到聚合物側(cè)鏈，也可參與交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)固化。Sellinger等利用八氫基POSS和烯丙基縮水甘油醚，通過硅氫加成反應(yīng)，首次合成了八環(huán)氧基POSS。Lee等先合成了烯丙基POSS，再利用間氯過氧苯甲酸將雙鍵氧化成環(huán)氧基，制備了環(huán)氧基POSS。

中國專利公開號為CN105670259B提供一種聚硼硅氧烷阻燃劑，其是先由三乙氧基硼烷、四氯化硅、茂金屬催化劑和助催化劑后反應(yīng)生成的聚硼硅氧烷中間體；再將聚硼硅氧烷中間體與四氯化硅、蒸餾水反應(yīng)得的水解產(chǎn)物進(jìn)行洗滌、去除小分子后制得，其產(chǎn)率高、純度高；且聚硼硅氧烷阻燃劑為透明狀、耐高溫而不易析出；另外聚硼硅氧烷分子量和分子量分布可控。本發(fā)明的第二個目的是提供一種高透明無鹵阻燃的含有聚硼硅氧烷阻燃劑的聚碳酸酯復(fù)合材料及其制備方法，聚硼硅氧烷阻燃劑可以明顯提高聚碳酸酯的阻燃性能與極限氧指數(shù)。

中國專利申請?zhí)枮镃N201710045703.X申請了一種反應(yīng)型聚硅氧烷阻燃涂層及其制備方法，屬于阻燃涂層技術(shù)領(lǐng)域。該涂層成分由硅烷偶聯(lián)劑、聚磷酸銨、成膜劑、聚硅氧烷阻燃劑、濕潤劑和乙醇組成。本發(fā)明的成膜劑與硅烷偶聯(lián)劑同時起到成膜作用，硅烷偶聯(lián)劑又能與所合成的聚硅氧烷阻燃劑發(fā)生相互作用，硅烷偶聯(lián)劑與阻燃劑既可以對聚磷酸銨實施微膠囊化又可進(jìn)行反應(yīng)，得到空間交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的反應(yīng)型聚硅氧烷阻燃涂層，該涂層以乙醇為溶劑，并且整個體系中原料均為環(huán)境友好型試劑，對環(huán)境與操作人員均無危害；該涂層為反應(yīng)型涂層，阻燃效率高，可使聚丙烯的極限氧指數(shù)LOI達(dá)到31.3％并通過UL-94V0測試。

然而現(xiàn)有技術(shù)及文獻(xiàn)中記載的制備得到的聚倍半硅氧烷阻燃材料一般存在產(chǎn)率不高，阻燃性能提升的同時難免使得材料機械性能遭遇損失。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種環(huán)氧基含鑭聚倍半硅氧烷阻燃材料的制備方法，屬于硅氧烷阻燃材料技術(shù)領(lǐng)域。通過本發(fā)明制備得到的環(huán)氧基含鑭聚倍半硅氧烷阻燃材料具有產(chǎn)品收率高，阻燃性能優(yōu)異，同時對材料的機械性能無影響的技術(shù)效果。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種環(huán)氧基含鑭聚倍半硅氧烷阻燃材料的制備方法，其操作步驟為：

S1：按重量份，在反應(yīng)釜中加入20-30份烯丙基縮水甘油醚和0.002-0.05份三[雙(三甲基硅)氨基]鑭，0.5-2份1,1′-雙(二甲基硅基)二茂鐵，100-120份溶劑，攪拌混合均勻，在60-75℃條件下反應(yīng)0.5-2h；

S2：然后將50-62份乙烯基硅烷滴加到反應(yīng)釜中，在62-77℃條件下反應(yīng)2-5h；

S3：再加入4-8份倍半氧化物，于70-85℃反應(yīng)5-10h，減壓旋蒸除去溶劑，得到環(huán)氧基含鑭聚倍半硅氧烷。