十二烷基二甲氧基(磷雜環(huán)甲氧基)硅烷化合物的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種阻燃劑十二烷基二甲氧基（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷化合物的制備方 法，具體設(shè)及一種阻燃劑十二烷基二甲氧基（1-氧-1-甲基-4-乙基-1-憐雜-2,6-二氧 雜-環(huán)己烷基-<4〉-甲氧基）硅烷化合物的制備方法。該化合物含有憐、娃兩種阻燃元素， 憐娃協(xié)同具有較高的阻燃性能，適合用作聚氯乙締、聚氨醋、不飽和樹脂、環(huán)氧樹脂、巧喃樹 月旨、聚乙締醇等材料的阻燃劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著新的環(huán)保要求法規(guī)的不斷出臺和人們安全環(huán)保意識的增強，對阻燃劑及阻燃 材料的要求也越來越高。傳統(tǒng)的面系阻燃劑盡管具有高效的阻燃性能，但由于在使用和燃 燒的過程中存在二次污染的問題，嚴重威脅到人們的生命安全。因此，人們迫切希望開發(fā)出 來更多的性價比好的高效、無毒阻燃劑。近年來，憐、娃系阻燃劑的開發(fā)已成為研究的熱點。 有關(guān)有機麟系阻燃劑研究雖多，但其仍然存在成本高、極性大、易遷移，電氣性能差等缺點， 綜合性價比優(yōu)良的有機麟阻燃劑有很強的市場急需性；娃系阻燃劑性能較好，但有機娃阻 燃劑發(fā)展也很緩慢。
[0003] 本發(fā)明公開了一種阻燃劑十二烷基二甲氧基（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷化合物的制備 方法。該化合物分子中同時含有憐和娃兩種阻燃元素，從雙重阻燃機理發(fā)揮阻燃效能，極大 程度地提高了阻燃性能；其擁有憐系阻燃劑和娃系阻燃劑的優(yōu)點，又表現(xiàn)出較好的成炭性 和友好的加工性能，且穩(wěn)定性好，適用范圍廣泛，是一種高效、抑煙、無毒的阻燃劑，有很好 的應(yīng)用和開發(fā)前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提出一種阻燃劑十二烷基二甲氧基（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷化 合物的制備方法，其制備工藝簡單，設(shè)備投資少，適合工業(yè)化生產(chǎn)，可克服現(xiàn)有技術(shù)中的不 足。其技術(shù)方案如下： 陽00引該方法為：
[0006] 用氮氣置換掉帶有高效分饋裝置反應(yīng)器內(nèi)的空氣，加入1-氧-1-甲基-4-乙 基-4-徑甲基-2,6-二氧雜-1-憐雜環(huán)己燒（簡稱：4-徑甲基-4-乙基-環(huán)狀甲基麟酸 醋）和十二烷基Ξ甲氧基硅烷，控制其摩爾比為1 : 1-1 : 1.4,再加入有機溶劑，升溫到 90-140°C，控制分饋柱頂溫度不高于65°C，分饋出生成的甲醇，分饋反應(yīng)6-1比，直到無甲 醇產(chǎn)生，停止反應(yīng)，減壓蒸饋除出有機溶劑，經(jīng)純化處理，得十二烷基二甲氧基（憐雜環(huán)甲 氧基）硅烷，該化合物的結(jié)構(gòu)如下式所示：
[0007]
[0008] 如上所述的有機溶劑為二乙二醇二甲酸、乙二醇二乙酸、二甲基甲酯胺（DMF)、四 氯乙燒或二氧六環(huán)，其用量是有機溶劑的體積毫升數(shù)為4-徑甲基-4-乙基-環(huán)狀甲基麟酸 醋質(zhì)量克數(shù)的1-5倍。
[0009] 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)的甲苯，攬 拌20min，靜置分層，分出下層料液，再減壓蒸饋除去少量的甲苯及低沸點物。
[0010] 本發(fā)明十二烷基二甲氧基（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷為淡黃色液體，其閃點（開口 杯）：206±5°C，分解溫度：293±5°C，密度（25°C) :1.713g/cm3,折光率：叫25= 1.4036,產(chǎn) 率為85. 5% -97. 6%，適合用作聚丙締、聚氨醋、不飽和樹脂、環(huán)氧樹脂等材料的阻燃劑。
[0011] 十二烷基二甲氧基（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷的制備工藝原理如下式所示：
[0012]
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于：
[0014] ①本發(fā)明阻燃劑十二烷基二甲氧基（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷化合物含有憐、娃兩種 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。憐、娃從不同的機 理協(xié)同阻燃，能發(fā)揮較高的阻燃效能。
[0015] ②本發(fā)明阻燃劑十二烷基二甲氧基（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及六元環(huán)結(jié)構(gòu)，運些結(jié)構(gòu)特點使得該化合物物理化學性能穩(wěn)定，分解溫度 高，能適應(yīng)于更多種類工程塑料的高溫加工；含有長鏈烷基使得其與材料具有很好的相容 性，對材料的力學性能影響較小，同時還賦予材料優(yōu)良的增塑性。
[0016] ③本發(fā)明阻燃劑十二烷基二甲氧基（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷化合物制備一醋化比較 活潑，無需加入催化劑，不引入雜質(zhì)；工藝中的溶劑和產(chǎn)生的甲醇均可直接回收使用，不造 成Ξ廢污染，為綠色制備工藝。
【附圖說明】
[0017] 為了進一步說明產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和性能特給出如下附圖。
[001引圖1是十二烷基二甲氧基（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷的紅外光譜圖；圖1表明： 2923cm1 和 2836cmi(C-H鍵的伸縮振動）；1374cmi(C-H鍵的彎曲振動）；1256cmi(P= 0鍵的伸縮振動）；ll00cmi(Si-0-C鍵的伸縮振動）；952cmi(Si-0-C鍵的彎曲振動）； 900cm1 (P-0-C鍵的伸縮振動）；800cm1 (Si-C鍵的伸縮振動）。
[0019] 圖2是十二烷基二甲氧基（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. 49-0. 63為Si-CHzCHs上與娃相連的亞甲基氨峰；δ0. 71-0. 83為C-CH2CH3上 與碳相連的甲基氨峰；δ0. 90-1. 09為Si-(邸2)11邸3上與碳相連的甲基氨峰；δ1. 13-1. 20 為C-CH2CH3上與碳相連的亞甲基氨峰；δ1. 20-1. 42為Si-(CH2)nCH3上與碳相連的亞甲基 氨峰；δ1. 50-1. 62為ο=P-CHs上與憐氧相連的甲基氨峰；δ3. 52-3. 70為Si-OCH3上與 娃氧相連的甲基氨峰；δ3. 96-4. 12為Si-OCHzC上與娃氧相連的亞甲基氨峰；δ4. 25-4. 38 為（CH20)2-P= 〇(-邸3)麟環(huán)上與氧相連的亞甲氧基氨峰；δ7. 26為溶劑気代氯仿交換的質(zhì) 子峰。
[0020]
[0021]
【具體實施方式】
[0022] W下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步說明。 W23] 實施例1 在裝有攬拌器、溫度計、高效分饋裝置的200ml四口燒瓶中，用 氮氣置換掉瓶內(nèi)空氣，加入19.40g化lOmolH-徑甲基-4-乙基-環(huán)狀甲基麟酸醋、 29. 05g(0.lOmol)十二烷基Ξ甲氧基硅烷、80ml二乙二醇二甲酸，升溫到140°C，控制分饋 柱頂溫度不高于65°C，分饋出生成的甲醇，反應(yīng)化，待無甲醇產(chǎn)生后，改成減壓蒸饋裝置， 減壓蒸饋出二乙二醇二甲酸（回收使用），而后加入50ml的甲苯，攬拌20min，轉(zhuǎn)移至分液 漏斗中靜置分層，分出下層料液，減壓蒸饋除去少量甲苯和低沸點物，得淡黃色液體十二燒 基二甲氧基（憐雜環(huán)甲氧基）硅烷，產(chǎn)品得率85. 5%，其閃點（開口杯）：2