专利名称：一种有机硅季鏻型阻燃抗静电剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种有机硅季鳞型阻燃抗静电剂，具体涉及一种以四羟甲基鳞和烷基 三氯硅烷为原料制得的1-烷基-4-羟甲基-1-硅杂-4-磷杂-2，6，7-三氧杂双环[2，2， 2]-辛烷季鳞盐化合物及其制备方法。该化合物含有硅和磷双重阻燃元素又有季鳞抗静电 官能团，可用作聚烯烃、聚酯、聚氨酯、尼龙、涂料等材料的阻燃抗静电剂。
背景技术：
高分子合成材料的用量已成为衡量一个国家或地区发达与否的量化标准，但由于 高分子材料的易燃性和易产生静电的缺点，经常给人们带来火灾等危害，所以促进了用于 高分子合成材料的阻燃剂与抗静电剂的研究。特别是煤矿火灾80%的都是由于运输带静电 打火而引起，另外对电子设备、工作台、高档服装面料等都有阻燃抗静电的要求。一般要求 阻燃的材料都要求抗静电，即双抗要求，也就是加入阻燃剂的同时还要加入抗静电剂。发明 者把阻燃和抗静电官能团设计在同一个分子中，制成阻燃抗静电剂，可提高原子利用率，降 低使用成本，应用更方便。由于本发明分子中同时含有硅、磷两种协同阻燃元素，它有很好 的阻燃性；分子中有机硅C-Si、有机膦C-P键的引入及笼状结构的设计给分子带来热稳定 性，又提高了与材料的相容性，以及友好的机械加工性能；由于它含有季鳞阳离子结构和线 型非极性结构将有较好的表面活性，其分子中的磷元素本身是阻燃元素又是抗静电季鳞官 能团。发明者发现目前膨胀型等无卤阻燃剂由于极性较大，与材料的相容性较差，常加入偶 联剂改善表面极性，本发明化合物与上述阻燃剂配合就有提高其与材料相容性的作用。所 以研究开发多功能多元素协同的高效阻燃抗静电剂具有很大的应用价值。
发明内容
本发明的目的之一在于提出一种含硅、磷双元素协同阻燃而又具有抗静电作用的 双功能(双抗)的化合物，具体涉及一种以四羟甲基鳞和烷基三甲氧基硅烷为原料制得 1-烷基-4-羟甲基-1-硅杂-4-磷杂-2，6，7-三氧杂双环[2，2，2]-辛烷季鳞盐阻燃抗静 电剂。其热稳定性好，阻燃抗静电效能高，可克服现有技术中的不足，有很好的应用前景。为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案一种笼状含硅季磷型阻燃表面活性剂化合物，其特征在于，该化合物结构如下式 所示
权利要求
1. 一种有机硅季鳞型阻燃抗静电剂1-烷基-4-羟甲基-1-硅杂-4-磷杂-2，6，7-三 氧杂双环[2，2，2]-辛烷季鳞盐化合物及其制备方法，其特征在于，该化合物的结构如下式 所示
2.如权利要求1所述1-烷基-4-羟甲基-1-硅杂-4-磷杂-2，6，7-三氧杂双环[2， 2，2]_辛烷季鳞盐的制备方法，其特征在于，该方法为将摩尔(当量)比为1 1的烷基 三氯硅烷与25°C 60°C Ih内滴加到四羟甲基鳞和有机溶剂的混合物中，在一定温度下反 应一段时间，待反应生成的氯化氢放完后，经提纯处理，制得有机硅季鳞型阻燃抗静电剂。
3.如权利要求2所述1-烷基-4-羟甲基-1-硅杂-4-磷杂-2，6，7-三氧杂双环[2， 2，2]_辛烷季鳞盐的制备方法，其特征在于所述有机溶剂为乙腈、甲苯、二甲苯、氯苯、二 氯苯、二乙二醇二甲醚。
4.如权利要求2所述1-烷基-4-羟甲基-1-硅杂-4-磷杂-2，6，7-三氧杂双环[2， 2，2]-辛烷季鳞盐的制备方法，其特征在于所述在一定温度下反应，温度为80°C 180°C。
5.如权利要求2所述1-烷基-4-羟甲基-1-硅杂-4-磷杂-2，6，7-三氧杂双环[2， 2，2]_辛烷季鳞盐的制备方法，其特征在于所述反应一段时间，反应时间为6-18h。
6.如权利要求2所述1-烷基-4-羟甲基-1-硅杂-4-磷杂-2，6，7-三氧杂双环[2， 2,2]-辛烷季鳞盐的制备方法，其特征在于所述提纯处理方法为对R < C5的烷基三氯硅 烷反应的产物，将反应液冷却结晶，过滤，滤饼用乙腈洗涤，干燥，制得固体有机硅季鳞型阻 燃抗静电剂。
7.如权利要求2所述1-烷基-4-羟甲基-1-硅杂-4-磷杂-2，6，7-三氧杂双环[2， 2，2]-辛烷季鳞盐的制备方法，其特征在于所述提纯处理方法还可为对！ > C6的烷基三 氯硅烷反应的产物，将反应液蒸馏出溶剂，再用乙腈洗涤，分液后，再减压蒸馏出低沸点物， 制得液体有机硅季鳞型阻燃抗静电剂。
8.如权利要求2所述1-烷基-4-羟甲基-1-硅杂-4-磷杂-2，6，7-三氧杂双环[2， 2，2]-辛烷季鳞盐的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂都可回收重复使用。
全文摘要
本发明涉及一种有机硅季鏻型阻燃抗静电剂化合物1-烷基-4-羟甲基-1-硅杂-4-磷杂-2，6，7-三氧杂双环[2，2，2]-辛烷季鏻盐及其制备方法，该化合物的结构如下式所示R为C1-C12烷基或苯基；X-为Cl-或SO42-/2制备方法为将摩尔比为1∶1的四羟甲基鏻和烷基三氯硅烷于有机溶剂中，在一定温度下反应一段时间，放出生成的氯化氢，经提纯处理，制得有机硅季鏻型阻燃抗静电剂。该化合物具有阻燃和抗静电双功能，可用作聚烯烃、聚酯、聚氨酯、尼龙、涂料等材料的阻燃抗静电剂。
文档编号C08L23/00GK102093423SQ20111004290
公开日2011年6月15日 申请日期2011年2月23日 优先权日2011年2月23日
发明者刁建高, 杨健, 沈光华, 王彦林, 邹国栋 申请人:苏州科技学院