專利名稱：含氯溴雙硅酸酯阻燃劑化合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含氯溴雙硅酸酯阻燃劑化合物及其制備方法，具體涉及一種四溴雙酚A雙{2-氯-3-[三(氯丙氧基)]硅酰氧基丙基}醚化合物及其制備方法。該化合物屬具有氯、溴、硅三阻燃元素協(xié)同增效作用的高效阻燃增塑劑，適用于聚氯乙烯、聚氨酯、環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂等阻燃增塑劑。
背景技術(shù)：
由于易燃高分子材料的廣泛應(yīng)用，推動了阻燃技術(shù)的快速發(fā)展。我國阻燃劑工業(yè)隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，也迎來了快速發(fā)展的機(jī)遇，同時(shí)又由于國際上對阻燃劑越來越嚴(yán)格的環(huán)保要求也面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。我國阻燃劑潛在市場巨大，一直都保持著較快的增長速度，其發(fā)展趨勢是在提高阻燃劑阻燃效能的同時(shí)，更加注重環(huán)保與生態(tài)安全，也即朝著低煙、無毒、高效、廉價(jià)及加工性能好等綜合性價(jià)比優(yōu)良的阻燃劑方向發(fā)展。本領(lǐng)域技術(shù)人員 認(rèn)為提高阻燃劑的效能，可以減少阻燃劑的用量，降低其燃燒時(shí)產(chǎn)生的毒性，同時(shí)也減少對材料機(jī)械性能的影響，而阻燃劑高效的實(shí)現(xiàn)是靠多元阻燃劑的復(fù)配或設(shè)計(jì)出分子內(nèi)具有多阻燃元素的阻燃劑，即通過復(fù)配效應(yīng)或分子內(nèi)多阻燃元素的協(xié)同效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)高效的目的。本發(fā)明將氯、溴、硅三阻燃元素同時(shí)引入到一個(gè)阻燃劑分子結(jié)構(gòu)中相互發(fā)揮協(xié)同阻燃效應(yīng)，可產(chǎn)生較好的阻燃效果。其合成原料四溴雙酚A本身就是優(yōu)秀的溴系阻燃劑，硅也是優(yōu)良的阻燃成炭劑。當(dāng)材料燃燒時(shí)，氯和溴呈階梯持續(xù)氣相協(xié)同阻燃，而硅接著形成致密的碳硅層絕氧隔熱固相阻燃，三元素的協(xié)同使該阻燃劑產(chǎn)品賦有高效阻燃性。同時(shí)其對稱的醚、酯結(jié)構(gòu)對材料有很好的增塑性。另外，其主要原料四氯化硅是多晶硅產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)物，四氯化硅的綜合利用對解決多晶硅產(chǎn)業(yè)的污染問題開發(fā)出了一條有效途徑，同時(shí)為市場的需求也開發(fā)出了一個(gè)綜合性價(jià)比優(yōu)良的新品種，對加快我國阻燃劑產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一在于提出用多晶娃產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)物四氯化娃合成一種娃齒協(xié)同阻燃增塑化合物四溴雙酚A雙{2-氯-3-[三(氯丙氧基)]硅酰氧基丙基}醚化合物，其阻燃增塑性好，可克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案一種四溴雙酚A雙{2-氯-3-[三(氯丙氧基)]硅酰氧基丙基}醚化合物，其特
征在于，該化合物的結(jié)構(gòu)如下式所示式中n = l 時(shí)，m = 0;m=l 時(shí)，n = 0;Q = 0-3 之間的整數(shù)。本發(fā)明的另一目的在于提出一種如上所述四溴雙酚A雙{2-氯-3-[三(氯丙氧基)]硅酰氧基丙基}醚的制備方法，其工藝簡單、易于規(guī)?；a(chǎn)，且原料廉價(jià)易得，設(shè)備投資少，成本低廉，該方法為控制原料在一定的摩爾比，25°C下，將一定濃度的四溴雙酚A雙環(huán)氧丙基醚的有機(jī)溶劑溶液滴入到四氯化硅中，滴加過程控制溫度不高于50°C，滴加完畢后，升溫到60 80°C，保溫反應(yīng)3 4h，降溫到25°C，開始滴加一氯丙醇，冰浴冷卻下以滴加速度控制溫度不聞于40 C，滴完后升溫到50 70 C，保溫反應(yīng)3 4h,待氣化氣放完后，反應(yīng)結(jié)束，加入產(chǎn)品質(zhì)量I 3%的縛酸劑，調(diào)節(jié)PH = 5-6，過濾除去生成的微量固體鹽，濾液經(jīng)減壓蒸餾出有機(jī)溶劑與過量的一氯丙醇(回收使用)及低沸點(diǎn)物，即得產(chǎn)品四溴雙酚A雙{2-氯-3_[ 二(氯丙氧基)]娃酸氧基丙基}醚。如上所述的控制原料在一定的摩爾比是指四溴雙酚A雙環(huán)氧丙基醚四氯化 硅一氯丙醇為I : 2 : 6 I : 2 : 7。如上所述的一定濃度的四溴雙酚A雙環(huán)氧丙基醚的有機(jī)溶劑溶液為四溴雙酚A雙環(huán)氧丙基醚的質(zhì)量與有機(jī)溶劑的體積比為I : 2.5 I : 4。如上所述的有機(jī)溶劑為二乙二醇二甲醚、甲苯、二氯乙烷、二氧六環(huán)或乙腈。如上所述的一氯丙醇為I-氯-2-丙醇、2-氯-I-丙醇或I-氯-2-丙醇和2-氯-I-丙醇的混合物。如上所述的縛酸劑為三乙胺、N，N- 二甲基苯胺、吡啶或三聚氰胺。本發(fā)明的四溴雙酚A雙{2-氯-3-[三(氯丙氧基)]硅酰氧基丙基}醚為無色或淡黃色液體，產(chǎn)率為94% 97%，用上述不同醇合成的產(chǎn)品，其閃點(diǎn)(開口杯)200 + 5 °C,分解溫度255±5°C是一致的，其密度和折光率稍有差別，密度1.457g/0113(251，2-氯-1-丙醇)，折光率nD25 = I. 3560 (2-氯-I-丙醇)，密度I. 456g/cm3 (25°C,I-氯-2-丙醇)，折光率nD25 = I. 3568 (I-氯-2-丙醇)，其適合作為聚氯乙烯、聚乙烯醇、環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂、聚氨酯等材料的阻燃增塑劑之用。四溴雙酚A雙{2-氯-3-[三(氯丙氧基)]硅酰氧基丙基}醚的合成原理如下式
所示
權(quán)利要求
1.一種含氯溴雙硅酸酯阻燃劑硅鹵協(xié)同阻燃增塑劑四溴雙酚A雙{2-氯-3-[三(氯丙氧基)]硅酰氧基丙基}醚化合物，其特征在于，該化合物的結(jié)構(gòu)如下式所示
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述四溴雙酚A雙{2-氯-3-[三(氯丙氧基)]硅酰氧基丙基}醚的制備方法，其特征在于，該方法為 在25°C下，控制原料在一定的摩爾比，將一定濃度的四溴雙酚A雙環(huán)氧丙基醚的有機(jī)溶劑溶液滴入到四氯化硅中，滴加過程控制溫度不高于50°C，滴加完畢后，70-80°C保溫3-4h，降溫到25°C，滴加氯丙醇，滴加過程控制溫度不超過40°C，滴完后升溫到50-70°C，保溫反應(yīng)3-4h，待氯化氫放完后，反應(yīng)結(jié)束，降溫到40°C，加入1-3%的縛酸劑，調(diào)節(jié)PH =5-6，過濾除去生成的微量固體鹽，濾液經(jīng)減壓蒸餾出有機(jī)溶劑與過量的氯丙醇及低沸點(diǎn)物，即得產(chǎn)品四溴雙酚A雙{2-氯-3-[三(氯丙氧基)]硅酰氧基丙基}醚。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四溴雙酚A雙{2-氯-3-[三(氯丙氧基)]硅酰氧基丙基}醚的制備方法，其特征在于所述的控制原料在一定的摩爾比為四溴雙酚A雙環(huán)氧丙基醚四氯化硅氯丙醇的摩爾比為I : 2 : 6 I : 2 : 7。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四溴雙酚A雙{2-氯-3-[三(氯丙氧基)]硅酰氧基丙基}醚的制備方法，其特征在于所述的一定濃度的四溴雙酚A雙環(huán)氧丙基醚的有機(jī)溶劑溶液為四溴雙酚A雙環(huán)氧丙基醚的質(zhì)量與有機(jī)溶劑的體積比為I : 2.5 I : 4。
5.根據(jù)權(quán)利要求2和4所述的四溴雙酚A雙{2-氯-3-[三(氯丙氧基)]硅酰氧基丙基}醚的制備方法，其特征在于所述的有機(jī)溶劑為二乙二醇二甲醚、二氯乙烷、甲苯、二氧六環(huán)或乙腈。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四溴雙酚A雙{2-氯-3-[三(氯丙氧基)]硅酰氧基丙基}醚的制備方法，其特征在于如上所述的一氯丙醇為I-氯-2-丙醇、2-氯-I-丙醇或I-氯-2-丙醇和2-氯-I-丙醇的混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四溴雙酚A雙{2-氯-3-[三(氯丙氧基)]硅酰氧基丙基}醚的制備方法，其特征在于所述的縛酸劑為三乙胺、N，N-二甲基苯胺、吡啶或三聚氰胺。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種硅鹵協(xié)同阻燃增塑劑四溴雙酚A雙{2-氯-3-[三(氯丙氧基)]硅酰氧基丙基}醚化合物及其制備方法，該化合物的結(jié)構(gòu)如下式所示，式中n＝1時(shí)，m＝0；m＝1時(shí)，n＝0；Q＝0-3之間的整數(shù)。制備方法將四溴雙酚A雙環(huán)氧丙基醚與四氯化硅在有機(jī)溶劑中70-80℃保溫反應(yīng)3-4h，再與氯丙醇于50-70℃，保溫反應(yīng)3-4h，然后純化處理，得四溴雙酚A雙{2-氯-3-[三(氯丙氧基)]硅酰氧基丙基}醚。該化合物是高效阻燃增塑劑，適用于聚氯乙烯、聚氨酯、環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂等的阻燃增塑劑。
文檔編號C08K5/5415GK102731828SQ20121024729
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月17日
發(fā)明者張偉, 王彥林, 袁文常 申請人:蘇州科技學(xué)院