阻燃成炭劑聚二甲基硅酸對(duì)苯二酯聚合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種硅系阻燃成炭劑聚二甲基硅酸對(duì)苯二酯聚合物及其制備方法，該 聚合物適合用作聚烯烴、聚酯、聚酰胺、環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂等的阻燃成炭劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 解決合成高分子材料的易燃問(wèn)題，最有效的方法是在材料中加入阻燃劑，但阻燃 劑一般能阻止減緩材料的燃燒或使材料變得更難燃，不能改變材料受熱時(shí)熔融相變的特 性，即材料在高溫下燃燒時(shí)會(huì)變成液體流動(dòng)或滴落，其會(huì)帶著火焰而移動(dòng)引起二次燃燒。為 了解決合成材料的易燃、滴落問(wèn)題，最有效的方法是加入阻燃劑的同時(shí)再加入成炭劑或加 入具有阻燃作用又有成炭能力的助劑，即阻燃成炭劑。季戊四醇等人們已發(fā)現(xiàn)具有一定的 成炭作用，在某些材料中也有所應(yīng)用，但目前大多的成炭劑存在極性大、易吸水、分解溫度 低和加工性能差等不足。硅元素是一個(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，高溫下硅、碳結(jié)構(gòu)脫水炭化容易生成致密的硅炭層，其能起到阻燃作用又能克服合成 材料的熔融滴落問(wèn)題。因此對(duì)有機(jī)硅或含硅的阻燃成炭劑的研宄具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。
[0003] 本發(fā)明公開了以二甲基二鹵硅烷和對(duì)苯二酚為主要原料制備硅系阻燃成炭劑聚 二甲基硅酸對(duì)苯二酯聚合物。硅元素能促進(jìn)高分子材料成炭，生成致密的硅炭層，將易燃物 與氧氣隔離開，并能有效防止高分子材料熔融滴落形成二次燃燒。本發(fā)明基礎(chǔ)原料廉價(jià)易 得，應(yīng)用范圍廣，有很好的應(yīng)用開發(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硅系阻燃成炭劑聚二甲基硅酸對(duì)苯二酯聚合物， 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] 聚二甲基硅酸對(duì)苯二酯聚合物，其特征在于，該聚合物的結(jié)構(gòu)如下式所示：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種硅系阻燃成炭劑聚二甲基硅酸對(duì)苯二酯聚合物，其特征在于，該聚合物的結(jié)構(gòu) 如下式所示：
式中n= 20~50。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述聚二甲基硅酸對(duì)苯二酯的制備方法，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，將對(duì)苯二酚溶于適量的有機(jī)溶劑，加入相對(duì)于對(duì)苯二酚2~2. 5倍摩 爾的三乙胺，滴加與對(duì)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 40°C，滴完后在40°C~70°C下反應(yīng)7~14h;再滴加質(zhì)量克數(shù)相對(duì)于產(chǎn)物理論質(zhì)量1 %的甲 醇作封端劑，保溫反應(yīng)〇. 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，抽濾，濾液減壓蒸餾除去有機(jī)溶劑，得聚二甲基硅酸對(duì) 苯二醋。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述聚二甲基硅酸對(duì)苯二酯的制備方法，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，加入對(duì) 苯二酚、有機(jī)溶劑和相對(duì)于對(duì)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30°C以下，滴加與對(duì)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50°C，滴完后升溫至80°C~120°C，保溫反應(yīng)6~IOh;降溫至60°C，再滴加質(zhì) 量克數(shù)相對(duì)于產(chǎn)物理論質(zhì)量1 %的甲醇作封端劑，保溫反應(yīng)〇. 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，得聚二甲基硅酸對(duì)苯 二酯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述聚二甲基硅酸對(duì)苯二酯的制備方法，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，加入對(duì) 苯二酚、有機(jī)溶劑和相對(duì)于對(duì)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30°C以下，滴加與對(duì)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50°C，滴完后升溫至80°C~120°C，保溫反應(yīng) 6~IOh;降溫至60°C，再滴加質(zhì)量克數(shù)相對(duì)于產(chǎn)物理論質(zhì)量1 %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，得聚二甲基硅酸對(duì)苯二酯。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述聚二甲基硅酸對(duì)苯二酯的制備方法，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)是對(duì)苯二酚質(zhì)量克數(shù)的10~20 倍。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述聚二甲基硅酸對(duì)苯二酯的制備方法，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)物理論質(zhì)量克數(shù)的2~6倍。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述聚二甲基硅酸對(duì)苯二酯的制備方法，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)溶劑體積毫升數(shù)的5%~10%。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3~4所述聚二甲基硅酸對(duì)苯二酯的制備方法，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)是對(duì)苯二酚質(zhì)量克數(shù)的10~20倍。
9.根據(jù)權(quán)利要求2~4所述聚二甲基硅酸對(duì)苯二酯的制備方法，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)明涉及一種阻燃成炭劑聚二甲基硅酸對(duì)苯二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＝20～50。制備方法為：在三乙胺存在下，于有機(jī)溶劑中，對(duì)苯二酚與等摩爾的二甲基二鹵硅烷反應(yīng)；或?qū)Ρ蕉逾c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對(duì)苯二酯。本發(fā)明聚二甲基硅酸對(duì)苯二酯分子量大，與材料相容性好，不易析出，成炭性好，適合用作聚烯烴、聚酯、聚酰胺、環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂等的阻燃成炭劑，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】C08L83-06, C08G77-18, C08G77-08, C08G77-06
【公開號(hào)】CN104710619
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510102435
【發(fā)明人】王彥林, 賴超, 楊海軍
【申請(qǐng)人】蘇州陽(yáng)橋化工科技有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年3月6日