一種聚合型有機(jī)硅阻燃成炭劑聚合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種聚合型有機(jī)娃阻燃成炭劑聚合物及其制備方法，具體設(shè)及一種娃 系阻燃成炭劑聚二甲基娃酸間苯二酪醋聚合物及其制備方法，該聚合物適合用作聚締姪、 聚醋、聚酷胺、環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和樹(shù)脂等的阻燃成炭劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 克服合成高分子材料易燃的難題，在材料中加入阻燃劑是很有效的方法。但是，由 于高分子材料一般都具有物有=態(tài)的特性，即材料在高溫燃燒時(shí)會(huì)變成液體流動(dòng)或滴落， 其會(huì)帶著火焰移動(dòng)而引起二次燃燒。為了解決合成材料的滴落問(wèn)題，最有效的方法是加入 成炭劑。成炭劑可使材料遇熱炭化，避免了碳元素變成二氧化碳W氣體形式放出，其成炭 過(guò)程也是阻燃機(jī)理所表達(dá)的一種形式。有些成炭劑含有認(rèn)定的阻燃元素，有的則不含有阻 燃元素，一般含有阻燃元素的成炭劑，具有阻燃作用又有成炭能力，即阻燃成炭劑。季戊四 醇及季戊四醇磯酸醋等是人們已有所應(yīng)用嘗試的成炭劑，但上述的成炭劑大多都存在極性 大、易吸水、分解溫度低和加工性能差等不足。娃元素是一個(gè)不易揮發(fā)氣化的元素，它與碳 元素為同族，電子結(jié)構(gòu)相似，高溫下娃、碳結(jié)構(gòu)脫水炭化容易生成致密的娃炭層，其能起到 阻燃作用又能克服合成材料的烙融滴落問(wèn)題。因此對(duì)有機(jī)娃或含娃的阻燃成炭劑的研究具 有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003] 本發(fā)明公開(kāi)了一種娃系阻燃成炭劑聚二甲基娃酸間苯二酪醋聚合物及其制備方 法。娃元素能促進(jìn)高分子材料成炭，生成致密的娃炭層，將易燃物與氧氣隔離開(kāi)，并能有效 防止高分子材料烙融滴落形成二次燃燒。本發(fā)明阻燃劑基礎(chǔ)原料廉價(jià)易得，分子量大在材 料中易于分散，成炭效果好，應(yīng)用范圍廣，有很好的應(yīng)用開(kāi)發(fā)前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的之一在于提出一種娃系阻燃成炭劑聚二甲基娃酸間苯二酪醋聚合 物，其阻燃成炭性好，可克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
[0005] 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：
[0006] 聚二甲基娃酸間苯二酪醋聚合物，其特征在于，該聚合物的結(jié)構(gòu)如下式所示：
[0007]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種聚合型有機(jī)硅阻燃成炭劑聚合物，其特征在于，該聚合物的結(jié)構(gòu)如下式所示： 式中η = 30~80。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種聚合型有機(jī)硅阻燃成炭劑的制備方法，其特征在于，該方 法為： 在裝有攪拌器、溫度計(jì)和冷凝管，并在冷凝管上口裝有干燥管的反應(yīng)器中，用氮?dú)庵脫Q 掉反應(yīng)器內(nèi)的空氣，將間苯二酚溶于適量的有機(jī)溶劑，加入相對(duì)于間苯二酚2~2. 5倍摩 爾的三乙胺，滴加與間苯二酚等摩爾的二甲基二鹵硅烷，以滴加速度控制反應(yīng)溫度不高于 30°C，滴完后在30°C~70°C下反應(yīng)7~14h，再滴加質(zhì)量克數(shù)相對(duì)于二甲基二鹵硅烷摩爾數(shù) 0. 5~1倍的甲醇作封端劑，保溫反應(yīng)0. 5h ;降溫至30°C以下，再加入適量體積蒸餾水洗滌 兩次，分液，將所得到的有機(jī)層用干燥劑進(jìn)行干燥，過(guò)濾，濾液減壓蒸餾除去有機(jī)溶劑，得聚 二甲基硅酸間苯二酚酯。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種聚合型有機(jī)硅阻燃成炭劑的制備方法，其特征在于，該方 法為： 在裝有攪拌器、溫度計(jì)和分水裝置的反應(yīng)器中，用氮?dú)庵脫Q掉反應(yīng)器內(nèi)的空氣，加入間 苯二酚、有機(jī)溶劑和相對(duì)于間苯二酚2倍摩爾的氫氧化鈉，加熱回流反應(yīng)3h，定量分出生成 的水；降溫至20°C以下，滴加與間苯二酚等摩爾的二甲基二鹵硅烷，以滴加速度控制反應(yīng) 溫度不高于30°C，滴完后升溫至30°C~70°C，保溫反應(yīng)6~13h ;再滴加質(zhì)量克數(shù)相對(duì)于二 甲基二鹵硅烷摩爾數(shù)0. 5~1倍的甲醇作封端劑，保溫反應(yīng)0. 5h ;降溫至30°C以下，抽濾除 去鹵化鈉及少量不溶固體，濾液減壓蒸餾除去溶劑及少量低沸點(diǎn)物，得聚二甲基硅酸間苯 二酚酯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種聚合型有機(jī)硅阻燃成炭劑的制備方法，其特征在于，該方 法為： 在裝有攪拌器、溫度計(jì)和分餾裝置的反應(yīng)器中，用氮?dú)庵脫Q掉反應(yīng)器內(nèi)的空氣，加入間 苯二酚、有機(jī)溶劑和相對(duì)于間苯二酚2倍摩爾的甲醇鈉，加熱分餾反應(yīng)2h，控制分餾柱頂溫 度不高于65°C，定量分出生成的甲醇；降溫至20°C以下，滴加與間苯二酚等摩爾的二甲基 二鹵硅烷，以滴加速度控制反應(yīng)溫度不高于30 °C，滴完后升溫至30 °C~70 °C，保溫反應(yīng)6~ 13h ;再滴加質(zhì)量克數(shù)相對(duì)于二甲基二鹵硅烷摩爾數(shù)0. 5~1倍的甲醇作封端劑，保溫反應(yīng) 0. 5h ;降溫至30°C以下，抽濾除去鹵化鈉及少量不溶固體，濾液減壓蒸餾除去溶劑及少量 低沸點(diǎn)物，得聚二甲基硅酸間苯二酚酯。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種聚合型有機(jī)硅阻燃成炭劑的制備方法，其特征在于，所述 的有機(jī)溶劑為甲苯、二甲苯、氯仿或二氯乙烷，其用量體積毫升數(shù)是間苯二酚的質(zhì)量克數(shù)的 10~20倍。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種聚合型有機(jī)硅阻燃成炭劑的制備方法，其特征在于，所述 的加入適量體積蒸餾水為蒸餾水的體積毫升數(shù)是產(chǎn)品理論質(zhì)量克數(shù)的1~5倍。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種聚合型有機(jī)硅阻燃成炭劑的制備方法，其特征在于，所述 的干燥劑為無(wú)水硫酸鈉或無(wú)水硫酸鎂，其用量質(zhì)量克數(shù)是有機(jī)溶劑的體積毫升數(shù)的5%~ 10%〇
8. 根據(jù)權(quán)利要求3~4所述一種聚合型有機(jī)硅阻燃成炭劑的制備方法，其特征在于， 所述的有機(jī)溶劑為苯、甲苯或二甲苯，其用量體積毫升數(shù)是間苯二酚的質(zhì)量克數(shù)的10~20 倍。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2~4所述一種聚合型有機(jī)硅阻燃成炭劑的制備方法，其特征在于，所 述的二甲基二鹵硅烷為二甲基二氯硅烷或二甲基二溴硅烷。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種聚合型有機(jī)硅阻燃成炭劑聚合物及其制備方法，具體涉及一種阻燃成炭劑聚二甲基硅酸間苯二酚酯聚合物及其制備方法，該聚合物的結(jié)構(gòu)如下式所示：式中n＝30～80。制備方法為：于有機(jī)溶劑中，在三乙胺存在下，間苯二酚與等摩爾的二甲基二鹵硅烷反應(yīng)；或間苯二酚鈉與等摩爾的二甲基二鹵硅烷反應(yīng)，經(jīng)純化處理得聚二甲基硅酸間苯二酚酯。本發(fā)明聚二甲基硅酸間苯二酚酯分子量大，分解溫度高，與材料相容性好，不遷移，成炭性好，適合用作聚烯烴、聚酯、聚酰胺、環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和樹(shù)脂等的阻燃成炭劑，并且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C08L67-02, C08L23-12, C08G77-06, C08G77-52, C08L83-14
【公開(kāi)號(hào)】CN104725642
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510102434
【發(fā)明人】王彥林, 董信, 楊海軍
【申請(qǐng)人】蘇州陽(yáng)橋化工科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年3月6日