甲基苯基雙(磷雜環(huán)甲氧基)硅烷化合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種阻燃劑甲基苯基雙（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷化合物及其制備方法， 具體設(shè)及一種阻燃劑甲基苯基雙（1-氧-1-甲基-4-乙基-1-憐雜-2,6-二氧雜-環(huán)己燒 基-<4〉-甲氧基）硅烷化合物及其制備方法，該化合物含有憐、娃雙重阻燃元素，憐娃協(xié)同 有較高的阻燃效能，適合用作聚醋PBT、PET、尼龍、PC、聚氨醋、巧喃樹(shù)脂等材料的阻燃劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 阻燃劑無(wú)面化發(fā)展的趨勢(shì)中，憐系阻燃劑因其高效、環(huán)保、低毒等優(yōu)點(diǎn)而備受青 睞，但是，由于該阻燃劑的加入會(huì)引起材料力學(xué)性能的改變，因而人們希望通過(guò)分子內(nèi)引入 其它優(yōu)秀的阻燃元素來(lái)改善憐系阻燃劑存在的不足。有機(jī)娃系阻燃劑是一種新型無(wú)面阻燃 劑，也是一種成炭型抑煙劑，同時(shí)還是一種良好的分散劑，能增加阻燃劑和高分子材料的相 容性。實(shí)驗(yàn)研究表明：憐元素與有機(jī)娃基團(tuán)之間的阻燃協(xié)同作用不僅能提高材料的阻燃性 能，還能改善基材的加工性能。因此，憐、娃協(xié)效阻燃劑的研究與應(yīng)用受到越來(lái)越多的重視。
[0003] 本發(fā)明公開(kāi)了一種阻燃劑甲基苯基雙（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷化合物及其制備方 法。該化合物分子中含有憐和娃兩種阻燃元素，憐娃協(xié)同具有良好的阻燃效果，且其擁有娃 系阻燃劑和憐系阻燃劑的優(yōu)點(diǎn)，又表現(xiàn)出較好的成炭性和友好的加工性能，是一種高效、抑 煙、無(wú)毒的阻燃劑，有很好的應(yīng)用和開(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憐、娃協(xié)同阻燃劑甲基苯基雙（憐雜環(huán)甲氧基） 硅烷化合物。其物理化學(xué)性能穩(wěn)定，耐熱性好，與高分子材料有較好的相容性，且有成炭防 滴落的作用，可克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。 陽(yáng)〇化]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] 一種甲基苯基雙（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷化合物，其特征在于，該化合物的結(jié)構(gòu)如下 式所示：
[0007]
[000引本發(fā)明的另一目的在于提出一種如上所述甲基苯基雙（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷的制 備方法，其工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，適合規(guī)?；a(chǎn)，具有良好的開(kāi)發(fā)應(yīng)用前景，該方法為：
[0009] 氮?dú)獗Ｗo(hù)下，控制甲基苯基二甲氧基硅烷與4-乙基-2,6,7-Ξ氧雜-1-憐雜雙 環(huán)[2. 2. 2]辛燒（簡(jiǎn)稱：籠狀憐酸醋）的摩爾比為1 : 2-1 : 2. 5,再加入催化劑和有機(jī)溶 劑，升溫到120-160°C，保溫反應(yīng)14-1化，減壓蒸饋除去有機(jī)溶劑，經(jīng)純化處理，得產(chǎn)品甲基 苯基雙（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷。
[0010] 該方法還可為：
[0011] 氮?dú)獗Ｗo(hù)下，控制甲基苯基二甲氧基硅烷與4-乙基-2,6,7-Ξ氧雜-1-憐雜雙 環(huán)巧.2. 2]辛燒（簡(jiǎn)稱：籠狀憐酸醋）的摩爾比為1 : 2-1 : 2. 5,再加入催化劑，升溫到 130-180°C，保溫反應(yīng)13-1化，經(jīng)純化處理，得產(chǎn)品甲基苯基雙（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷。
[0012] 如上所述的有機(jī)溶劑為二乙二醇二甲酸、苯甲酸或二甲基甲酯胺（DMF)，其用量是 有機(jī)溶劑體積毫升數(shù)為甲基苯基二甲氧基硅烷質(zhì)量克數(shù)的1-5倍。
[0013] 如上所述的催化劑為硫酸二甲醋、對(duì)甲苯橫酸甲醋或?qū)妆綑M酸乙醋，其用量為 甲基苯基二甲氧基硅烷質(zhì)量的3 % -6 %。
[0014] 如上所述的純化處理方法為加入產(chǎn)品理論質(zhì)量克數(shù)1-2倍體積毫升數(shù)的蒸饋水， 攬拌使固體分散于水中，抽濾、烘干。
[0015] 本發(fā)明甲基苯基雙（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷為白色固體，其產(chǎn)率為82. 6%-90. 5%， 烙點(diǎn)：160±2°C，分解溫度：328±5°C，適合用作聚醋PBT、PET、尼龍、PC、聚氨醋、巧喃樹(shù)脂 等材料的阻燃劑。
[0016] 甲基苯基雙（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷的制備工藝原理如下式所示：
[0017]
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益創(chuàng)新之處在于：
[0019] ①本發(fā)明甲基苯基雙（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷化合物含有娃、憐兩種阻燃元素，高溫 下，憐元素轉(zhuǎn)化為憐酸或聚憐酸能催化促成炭的形成，形成的聚憐酸膜有隔熱絕氧作用；娃 與碳形成致密的娃炭層，能有效防止烙融滴落的發(fā)生。娃、憐從不同的機(jī)理協(xié)同阻燃，能發(fā) 揮較高的阻燃效能。
[0020] ②本發(fā)明甲基苯基雙（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷化合物分子結(jié)構(gòu)中含有的苯基具有電 子結(jié)構(gòu)的多向性，能增加其與材料的相容性，且其分散性好，不易析出，對(duì)材料的力學(xué)性能 影響小，從而促進(jìn)阻燃效果的提高。
[0021] ③本發(fā)明甲基苯基雙（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷化合物分子結(jié)構(gòu)中含有C-P鍵、C-Si 鍵W及兩個(gè)六元環(huán)結(jié)構(gòu)，運(yùn)些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得該化合物物理化學(xué)性能穩(wěn)定，分解溫度高，能適 應(yīng)于工程塑料的高溫加工。
[0022] ④本發(fā)明甲基苯基雙（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷化合物的制備是通過(guò)雙分子重排反應(yīng) 將無(wú)機(jī)憐化合物轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)麟化合物，使得其熱穩(wěn)定性和阻燃性能都得到了很大的提高。
[0023] ⑥本發(fā)明甲基苯基雙（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷化合物制備方法，沒(méi)有任何小分子縮 去，原子利用率高，易于工業(yè)化轉(zhuǎn)化生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 為了進(jìn)一步說(shuō)明產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能特給出如下附圖。
[00對(duì)圖1是甲基苯基雙（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷的紅外光譜圖；圖1表明：3175cm1(苯 環(huán)上C-H鍵的伸縮振動(dòng)）；2998cmi和2946cmi(C-H鍵的伸縮振動(dòng)）；1478cmi(C-H鍵的彎曲 振動(dòng)）；1250cm1(P= 0 鍵的伸縮振動(dòng)）；1000cm1 (Si-0-C鍵的伸縮振動(dòng)）；926cm1 (Si-0-C 鍵的彎曲振動(dòng)）；874cm1 (P-0-C鍵的伸縮振動(dòng)）；740cm1 (Si-C鍵的伸縮振動(dòng)）。
[00%] 圖2是甲基苯基雙（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷的核磁光譜圖；圖2表明：気代氯仿為溶 劑，δ0. 78-0. 87為Si-CH3上與娃相連的甲基氨峰；δ0. 87-1. 00為C-CH2CH3上與碳相連的 甲基氨峰；δ1. 20-1. 34為C-CH2CH3上與碳相連的亞甲基氨峰；δ1. 56-1. 73為0 =P-CH3上 與憐氧相連的甲基氨峰；δ4. 21-4. 32為Si-OCHzC上與氧相連的亞甲基氨峰；δ4. 48-4. 62 為（CH20)2-P= 0(-CH3)麟環(huán)上與氧相連的亞甲氧基氨峰；δ7. 24-7. 47為苯環(huán)上氨峰。
[0027]
[0028]
【具體實(shí)施方式】
[0029]W下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0030] 實(shí)施例1在裝有攬拌器、溫度計(jì)、高效回流冷凝管的200ml四口燒瓶中，用 氮?dú)庵脫Q掉瓶?jī)?nèi)空氣，加入37. 28g化23mol)籠狀憐酸醋、90ml二乙二醇二甲酸、 18.23g(0.lOmol)甲基苯基二甲氧基硅烷和0.85g硫酸二甲醋，