阻燃成炭劑聚二甲基硅酸對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熔融相變的特 性，即材料在高溫下燃燒時會變成液體流動或滴落，其會帶著火焰而移動引起二次燃燒。為 了解決合成材料的易燃、滴落問題，最有效的方法是加入阻燃劑的同時再加入成炭劑或加 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 材料的熔融滴落問題。因此對有機(jī)硅或含硅的阻燃成炭劑的研宄具有很重要的現(xiàn)實意義。
[0003] 本發(fā)明公開了以二甲基二鹵硅烷和對苯二酚為主要原料制備硅系阻燃成炭劑聚 二甲基硅酸對苯二酯聚合物。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】
1. 一種硅系阻燃成炭劑聚二甲基硅酸對苯二酯聚合物，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，將對苯二酚溶于適量的有機(jī)溶劑，加入相對于對苯二酚2~2. 5倍摩 爾的三乙胺，滴加與對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 苯二醋。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述聚二甲基硅酸對苯二酯的制備方法，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 苯二酚、有機(jī)溶劑和相對于對苯二酚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，得聚二甲基硅酸對苯 二酯。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述聚二甲基硅酸對苯二酯的制備方法，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 苯二酚、有機(jī)溶劑和相對于對苯二酚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，得聚二甲基硅酸對苯二酯。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述聚二甲基硅酸對苯二酯的制備方法，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苯二酯的制備方法，其特征在于，所述的干燥 劑為無水硫酸鈉或無水硫酸鎂，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苯二酯。本發(fā)明聚二甲基硅酸對苯二酯分子量大，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)工藝簡單，成本低，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類】C08L83-06, C08G77-18, C08G77-08, C08G77-06
【公開號】CN104710619
【申請?zhí)枴緾N201510102435
【發(fā)明人】王彥林, 賴超, 楊海軍
【申請人】蘇州陽橋化工科技有限公司
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年3月6日