一种新型硅烷阻燃剂的制备方法
【专利说明】
[技术领域]
[0001]本发明涉及阻燃剂技术领域，具体地说是一种新型硅烷阻燃剂的制备方法。
[【背景技术】]
[0002]目前，现有的硅烷阻燃剂在合成过程中，所使用的活性反应原料为含磷化合物，该含磷化合物具有较大的毒性，在合成阻燃改性的过程中含磷化合物会危害操作人员的身体健康，且此种制备方法工艺复杂，制备成本相对比较高；此外，该制备方法的终产物为不易分离的混合物，其中会含有不明成分的产物残留，从而影响硅烷阻燃剂的最终使用性能，如对硅烷阻燃剂的热稳定性、吸水性、机械性能、抗氧化性能等造成不良的影响。因此，若能提供一种能够减小对耐热性能、抗氧化性能等造成的负面影响，并使得成品易从反应体系中分离的硅烷阻燃剂的制备方法，将具有非常重要的意义。
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【发明内容】
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[0003]本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种新型硅烷阻燃剂的制备方法，不仅反应条件温和，反应温度适中，所得成品能够很容易地从反应体系中分离，而且能够有效地提高阻燃性能和抗氧化性能，同时力学、绝缘、耐热性能均不受影响。
[0004]为实现上述目的设计一种新型硅烷阻燃剂的制备方法，包括以下步骤，
[0005]I)以硅氧烷为原料，将硅氧烷溶于有机溶剂中，加入氢氧化钾催化剂，搅拌均匀后，加热回流15-30分钟，得钠络合物；
[0006]2)稍冷后，加入三氯化磷取代，再回流25-40分钟，将钠络合物转换成磷络合物；
[0007]3)冷却后，过滤，将滤液浓缩后，再冷却至-5 °C，白色晶体生成；
[0008]4)将步骤3)所得的白色晶体用甲醇冲洗，然后置于室温的真空烘箱中干燥0.6-1.5小时，即得硅烷阻燃剂。
[0009]其中，各个组分的重量分数为:娃氧烧10-36份，有机溶剂0.06-6.8份，氢氧化钾5-16份，三氯化磷0.02-1.7份。
[0010]所述硅氧烷为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯乙烯乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷中、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨丙基二甲基乙氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。
[0011]所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯中的任意一种或几种。
[0012]本发明同现有技术相比，以硅氧烷为原料，该硅氧烷可以为各种类型，以氢氧化钾为催化剂，通过不同的比例在醇类、酮类、苯类等合适的溶剂中，搅拌加热反应，得到钠络合物，再利用三氯化磷取代，将钠络合物转换成磷络合物，从而得到硅烷阻燃剂，该制备方法不仅反应条件温和，反应温度适中，没有副产物的生成，而且所得成品能够很容易地从反应体系中分离；此外，本发明所述的硅烷阻燃剂的制备方法，能够有效地提高阻燃性能和抗氧化性能，同时力学、绝缘、耐热性能均不受影响，值得推广应用。
[【附图说明】]
[0013]图1是本发明的反应原理示意图。
[【具体实施方式】]
[0014]下面结合具体实施例对本发明作以下进一步说明:
[0015]本发明所述的硅烷阻燃剂的制备方法，包括以下步骤:
[0016]I)以硅氧烷为原料，将硅氧烷溶于有机溶剂中，加入氢氧化钾催化剂，搅拌均匀后，加热回流15-30分钟，得钠络合物；
[0017]2)稍冷后，加入三氯化磷取代，再回流25-40分钟，将钠络合物转换成磷络合物；
[0018]3)冷却后，过滤，将滤液浓缩后，再冷却至-5 °C，白色晶体生成；
[0019]4)将步骤3)所得的白色晶体用甲醇冲洗，然后置于室温的真空烘箱中干燥0.6-1.5小时，即得硅烷阻燃剂。
[0020]其中，各个组分的重量分数为:娃氧烧10-36份，有机溶剂0.06-6.8份，氢氧化钾5-16份，三氯化磷0.02-1.7份。硅氧烷为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯乙烯乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三乙氧基硅烷中、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨丙基二甲基乙氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯中的任意一种或几种。
[0021]以下为本发明的具体实施例之一:
[0022]将24.71g乙烯基三甲氧基硅烷溶于267mL甲醇，然后加入3.0g水和9.35g氢氧化钾，强烈搅拌；在溶液变得均一后，加热回流20分钟，稍冷后，加入7.5三氯化磷的60mL甲醇溶液，再回流30分钟；冷却后，将KCl盐过滤掉；将滤液浓缩至lOOmL，再冷却至_5°C，一段时间后，白色晶体生成；抽滤得到的晶体用少量甲醇冲洗，然后置于室温的真空烘箱中干燥I小时，称重得1.56g0
[0023]本发明并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种新型硅烷阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤， 1)以硅氧烷为原料，将硅氧烷溶于有机溶剂中，加入氢氧化钾催化剂，搅拌均匀后，加热回流15-30分钟，得钠络合物； 2)稍冷后，加入三氯化磷取代，再回流25-40分钟，将钠络合物转换成磷络合物； 3)冷却后，过滤，将滤液浓缩后，再冷却至_5°C，白色晶体生成； 4)将步骤3)所得的白色晶体用甲醇冲洗，然后置于室温的真空烘箱中干燥0.6-1.5小时，即得硅烷阻燃剂。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于:各个组分的重量分数为:硅氧烷10-36份，有机溶剂0.06-6.8份，氢氧化钾5-16份，三氯化磷0.02-1.7份。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于:所述硅氧烷为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、苯乙烯乙基三甲氧基娃烧、3-氣丙基二乙氧基娃烧中、3-氣丙基二甲氧基娃烧、3-氣丙基二乙氧基娃烧、3-氣丙基甲基二乙氧基硅烷、3-氨丙基二甲基乙氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于:所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮、苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯中的任意一种或几种。
【专利摘要】本发明涉及一种新型硅烷阻燃剂的制备方法，包括以下步骤，1)、以硅氧烷为原料，将硅氧烷溶于有机溶剂中，加入氢氧化钾催化剂，搅拌均匀后，加热回流15-30分钟，得钠络合物；2)、稍冷后，加入三氯化磷取代，再回流25-40分钟，将钠络合物转换成磷络合物；3)、冷却后，过滤，将滤液浓缩后，再冷却至-5℃，白色晶体生成；4)、将步骤3)所得的白色晶体用甲醇冲洗，然后置于室温的真空烘箱中干燥0.6-1.5小时，即得硅烷阻燃剂；本发明同现有技术相比，不仅反应条件温和，反应温度适中，所得成品能够很容易地从反应体系中分离，而且能够有效地提高阻燃性能和抗氧化性能，同时力学、绝缘、耐热性能均不受影响。
【IPC分类】C09K21/12, C07F9/06
【公开号】CN105038819
【申请号】CN201510587456
【发明人】刘雪杏
【申请人】上海浦央新材料科技有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年9月16日