一種乙烯基含硅籠狀磷酸酯阻燃劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種乙烯基含硅籠狀磷酸酯阻燃劑的制備方法，采用以下反應：在氮氣保護下，將1-氧基磷雜-4-羥甲基-2,6,7-三氧雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷和縛酸劑加入到乙腈中，加熱攪拌至完全溶解，恒溫下緩慢滴加乙烯基三氯硅烷，滴加完成后，在60～75℃下反應0.5～2小時，然后升溫至回流，回流反應3～10小時后，抽濾、洗滌、干燥，最終得到產(chǎn)物三(1-氧基磷雜-2,6,7-三氧雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷-4-亞甲氧基)乙烯基硅烷。本發(fā)明的該化合物反應簡單易行，副產(chǎn)物少，易于實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)與應用，且具有磷含量高，熱穩(wěn)定性高，耐水解性好等特點，同時由于分子中硅的存在也大大提高了阻燃體系的成炭性、炭層結構致密性和阻燃性，表現(xiàn)出硅磷優(yōu)異的協(xié)同阻燃效果。
【專利說明】一種乙烯基含硅籠狀磷酸酯阻燃劑及其制備方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于新型磷硅系阻燃劑的合成【技術領域】，特別是涉及一類可用于高分子材 料阻燃的乙烯基含硅籠狀磷酸酯阻燃劑及其制備方法。 技術背景
[0002] 對火災的重視轉化成了對阻燃的需求，促進了各國阻燃劑和阻燃材料的研宄投 入，加快了阻燃行業(yè)的發(fā)展，也對阻燃行業(yè)不斷提出了更高的要求。有鹵阻燃劑這一種高效 阻燃劑由于其發(fā)煙和毒性正在被逐步取代，如今，滿足高效、低煙、低毒、環(huán)保四大要求的阻 燃劑成為阻燃劑發(fā)展的主要方向。
[0003] 已經(jīng)問世的阻燃劑種類繁多，有機磷系阻燃劑和有機硅系阻燃劑作為兩種高效環(huán) 保的阻燃劑體系在阻燃領域已經(jīng)取得了一定的口碑。如何將兩種阻燃優(yōu)勢結合到一起，從 而得到同時具有硅、磷系阻燃機理以及硅磷協(xié)效阻燃作用的新型阻燃劑，是阻燃研宄的一 個新的方向。PEPA是一種含磷量超過17%的籠狀磷酸酯，熱穩(wěn)定性好，有一定的阻燃效果， 但阻燃性能有待提高。以PEPA為突破口，進而合成得到的含硅籠狀磷酸酯阻燃劑可能會滿 足日益提高的阻燃要求。
[0004] 含硅籠狀磷酸酯阻燃劑可能會為聚酰胺、聚烯烴等高分子材料的阻燃帶來新的應 用，也將推動其工業(yè)的發(fā)展，從而創(chuàng)造更多的就業(yè)機會與經(jīng)濟效益。
[0005] 磷系阻燃劑由于阻燃效率高而在無鹵素阻燃領域備受重視。傳統(tǒng)的磷系阻燃劑 大多數(shù)存在易揮發(fā)性，易水解、發(fā)煙量大、熱穩(wěn)定性差等缺陷，因此開發(fā)低揮發(fā)性、熱穩(wěn)定性 好、不易水解的磷系阻燃劑是今后開發(fā)的重點。硅元素的加入還將有利于改善聚合物的加 工性能，并且在燃燒過程中豐富炭層結構，起到良好的阻隔效果。
[0006] 中國專利CN102153590A合成了具有三、四籠狀結構的含硅磷酸酯阻燃劑，其R基 結構為飽和基團，反應可能性極小，不能作為反應型阻燃劑使用，只能作為添加劑參與到阻 燃，在加工和燃燒過程中易迀移，對基材阻燃性能和力學性能有不良影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 由于現(xiàn)有技術存在的上述問題，本發(fā)明提出一種乙烯基含硅籠狀磷酸酯阻燃劑及 其制備方法，本發(fā)明以1-氧基磷雜-4-羥甲基-2, 6, 7-三氧雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷（以下簡 稱PEPA)和乙烯基三氯硅烷為主要原料，合成了一種乙烯基含硅籠狀磷酸酯阻燃劑，即三 (1-氧基磷雜-2, 6, 7-三氧雜雙環(huán)[2. 2. 2]辛烷-4-亞甲氧基）乙烯基硅烷，具體結構如 (I )，
[0008]

【權利要求】
1. 一種乙烯基含硅籠狀磷酸酯阻燃劑，即三（1-氧基磷雜-2, 6, 7-三氧雜雙環(huán) [2.2.2]辛烷-4-亞甲氧基）乙烯基硅烷，其特征是：具體結構如下：
2. 如權利要求1所述的一種乙烯基含硅籠狀磷酸酯阻燃劑的制備方法，其特征是：采 用以下反應： 在氮氣保護下，將1-氧基磷雜-4-羥甲基-2, 6, 7-三氧雜雙環(huán)[2. 2. 2]辛烷，即PEPA和縛酸劑加入到乙腈中，加熱攪拌至完全溶解，恒溫50?75°C條件下緩慢滴加乙烯基三氯 硅烷，滴加完成后，在60?75°C下反應0. 5?2小時，然后升溫至回流，回流反應3?10 小時后，抽濾、洗滌、干燥，最終得到產(chǎn)物三（1-氧基磷雜-2, 6, 7-三氧雜雙環(huán)[2. 2. 2]辛 烷-4-亞甲氧基）乙烯基硅烷。
3. 根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征是：所述縛酸劑選擇吡啶或三乙胺。
4. 根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征是：所述乙烯基三氯硅烷、PEPA的反應摩爾 量比為 1:3. 00 ?1:3. 15。
5. 根據(jù)權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述乙烯基三氯硅烷、縛酸劑的反應 摩爾量比為1:3. 0?1:3. 3。
【文檔編號】C08F230/08GK104479077SQ201410751775
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月9日 優(yōu)先權日:2014年12月9日
【發(fā)明者】彭治漢, 周易, 趙海珠, 王寧萍, 唐海珊, 夏浪平 申請人:東華大學