一种含磷甲基乙烯基阻燃硅橡胶生胶及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于阻燃娃橡胶技术领域，尤其设及到一种无面、高性能、高效且环境友好 型的含磯甲基己締基阻燃娃橡胶生胶及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 娃橡胶材料常见的阻燃方法是添加各种阻燃剂进行共混阻燃。该方法必须填充大 量的填料才能使整个体系的阻燃性能有所提高，但加入大量填料的同时，却影响了橡胶的 各种物理性能，如拉伸强度，冲击强度等都显著降低，严重制约了橡胶产品在日常生活中的 应用。随着对高性能、高效、环境友好型阻燃娃橡胶体系要求的提高W及世界各国对阻燃法 规的日趋严格，传统的面素阻燃体系受到了严峻的挑战，开发和利用新型的无面、高效、低 烟、低毒的阻燃娃橡胶显得非常迫切和必要。
[0003]Mg(OH)2作为一种环保型的阻燃剂和抑烟剂，在橡胶阻燃中应用较广泛，主要缺点 是阻燃效率低，必须增大填充量才能使整个体系的阻燃性有所提高，但随着填充量的增高， 其力学性能如拉伸强度、冲击强度等都显著下降，该也严重影响它的使用范围。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种含磯甲基己締基阻燃娃橡胶生胶及其制备方法和应用， 该材料克服了传统共混阻燃所带来的一系列问题，而且提高了整个体系的阻燃效率。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是；一种含磯甲基己締基阻燃娃 橡胶生胶，其结构式如下：
[0006]
[0007] 式中，X为2~4,y为3~6,Z为300~325,分子量为18900~27600。
[000引上述含磯甲基己締基阻燃娃橡胶生胶的制备方法，包含W下步骤：
[0009] 1)采用9,10-二氨-9-氧杂-10-磯杂菲-10-氧化物（下称DOPO)与甲基己締基 二甲氧基硅烷（下称VMDM巧通过加成并水解得到含磯娃醇低聚物；
[0010] 该磯娃醇低聚物的结构式如下：
[0011]
[001引 式中，y为3~6;
[001引。采用八甲基环四硅氧烷（下称04)、四甲基四己締基环四硅氧烷（下称D/i)、封 端剂及步骤1)制备的磯娃醇低在碱胶的催化作用下，得到含磯甲基己締基阻燃娃橡胶生 胶。
[0014] 步骤1)中具体的制备方案为：将DOPO、VMDMS、溶剂及引发剂加入反应瓶中，在氮 气保护下加热至沸，然后回流反应18~2化，再加入化OH水溶液，继续揽拌反应2~化，分 液并提取有机相，水相用有机溶剂萃取，合并有机相，最后有机相进行减压蒸馈除去未反应 完的溶剂及原料，降至常温，得到粘稠的浅黄色透明固体即为含磯娃醇低聚物。
[0015] 该步骤具体的反应式如下：
[0016]
[0017] 进一步的，VMDMS的加入量为DOPO摩尔量的1~2倍，引发剂为DOPO摩尔量的 0. 7~1. 5%讯aOH为DOPO摩尔量的10~15%。
[001引进一步的，步骤1)中所述的溶剂为氯仿、苯、四氨快喃、二氯甲烧或己膳；引发剂 为偶氮二异了膳（AIBN)。
[0019] 步骤2)中具体的制备方案为：在反应瓶中加入〇4、〇4"、含磯娃醇的低聚物、封端剂 及碱胶，升温至90~110°C，聚合反应2~化，然后将体系的温度提高到130~150°C并保 持0. 5~比，最后升温至180~200°C，减压蒸馈除去低分子物，得到含磯甲基己締基阻燃 娃橡胶生胶。
[0020] 步骤2)反应过程由如下反应式表示如下；
[0021]
[002引 其中，X为2~4,y为3~6,Z为300~325 ;
[0023] 所述的封端剂为六甲基二硅氧烷（MM)。
[0024]D/i的用量为DOPO摩尔量的6~10%，封端剂的用量为总的硅氧烷即D4+D4M质量 之和的0. 1%，碱胶的用量（UMgaNOH计）为总的硅氧烷即D4+D4M质量之和0. 02~0. 07%。
[0025] 进一步的，步骤2)中，碱胶为四甲基氨氧化锭娃醇盐。
[0026] 本发明还设及所述的含磯甲基己締基阻燃娃橡胶生胶在阻燃剂方面的应用。
[0027] D0P0具有活泼的P-H基团，易于断裂形成H、D0P0自由基。通过P-H键与其他不 饱和化合物发生自由基加成反应，使得磯杂菲基团能够非常容易地引入到其他分子中，构 建成新型分子。同时D0P0及其衍生物合成的阻燃剂高效、无面、无烟、无毒、不迁移、阻燃性 能持久。D0P0在提高高分子材料的阻燃性、热稳定性和有机溶解性的同时，保持了高分子材 料的物理性能。因此，D0P0作为反应型阻燃剂被广泛应用于环氧树脂和工程塑料等阻燃领 域。
[002引为了解决娃橡胶在共混阻燃过程中所带来的一系列问题，本发明利用D0P0具有 的活泼P-H基团，直接将D0P0阻燃单元引入到甲基己締基娃橡胶骨架的主链中，采用化学 共聚的方法得到新型含磯甲基己締基阻燃娃橡胶生胶，不但克服了传统共混阻燃所带来的 一系列问题，而且提高了整个体系的阻燃效率。
[0029] 本发明得到了一种含D0P0侧链的甲基己締基阻燃娃橡胶生胶，适用于塑料、橡胶 材料，使其具有非常优异的阻燃性能，与传统的添加性甲基己締基阻燃娃橡胶相比，本发明 具有更好的阻燃性，且克服了传统阻燃橡胶共混过程中填充量大，阻燃效率低，同时保留了 娃橡胶良好的拉伸强度和冲击强度等物理特性。
【附图说明】
[0030] 图1为含磯娃醇低聚物、D0P0、VMDMS的红外光谱对照图（FTIR)。
[0031] 图2为D0P0、VMDMS和含磯娃醇低聚物的核磁共振氨谱图。
[0032] 图3为D0P0和含磯娃醇低聚物的核磁共振磯谱对照图。
[0033] 图4为甲基己締基阻燃娃橡胶生胶与含磯娃醇低聚物的红外光谱对照图。
[0034] 图5为甲基己締基阻燃娃橡胶生胶与含磯娃醇低聚物的核磁共振氨谱图。
[0035]图6为甲基己締基阻燃娃橡胶生胶与含磯娃醇低聚物的核磁共振磯谱图。
[0036] 图7为甲基己締基阻燃娃橡胶生胶在氮气中的热失重曲线。
[0037]图8为甲基己締基阻燃娃橡胶生胶在氮气中的热失重微分曲线。
【具体实施方式】
[003引下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施 例表述的范围。
[0039] 实施例1 ;
[0040] 一种含磯甲基己締基阻燃娃橡胶生胶及其制备方法，包括W下步骤：
[004U 1)将D0P0(3. 24g，0.015mol)加入S口烧瓶中，氮气保护，加入氯仿（3血），升 温65°C，待D0P0完全溶于氯仿后，加入偶氮二异了膳化017g)，然后滴加VMDMS(2. 2血， 0. 015mol)，揽拌反应20h。在产物的混合物中加入化0H溶液化wt%，1. 2血），在60°C下继 续揽拌化。分液，提取有机相，水相用氯仿萃取2~3次，合并有机相，减压蒸馈，得到粘稠 的淡黄色透明固体即为含磯娃醇低聚物，产率为85%。FTIR(cm-i，邸r) : 3240cm-i(0H)，3064 cm-i(C_H in地en}d group), 2800-3000cm-i(CH2,CH3),1595cm-i (phenyl group), 1477cm-i(P -Phenyl), 1416cm-i(P-CH2_of aliphatic), 1206cm-i(P = 0)，1004-1117cm-i(Si-0-Si)，916 cm-i(P-O-phenyl). iR-NIR(卵m,CDCI3):0. 1卵m(Si_CH3), 0. 75pp