一种阻燃增塑剂二甲基硅酸二(一氯丙)酯的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种阻燃增塑剂二甲基硅酸二（一氯丙）酯的制备方法，该化合物具 有硅、氯双元素协同阻燃增塑作用，适合用作聚氯乙烯、聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂等的 阻燃增塑剂。
【背景技术】
[0002] 随着世界科学技术的快速发展、人们生活水平的不断提高及安全防火意识的增 强，阻燃剂工业得到了快速发展。从欧盟1986年公布发现多溴二苯醚阻燃剂燃烧时产生致 癌的有毒物质后，卤系阻燃剂的使用受到了一定的限制。但由于卤系阻燃剂综合性价比优 良，并且难以找到理想的替代物，从而研宄开发高效卤系阻燃剂，以减少阻燃剂的用量而降 低其毒性，已成为卤系阻燃剂的重要研宄方向。其中，通过多种阻燃剂复配以提高阻燃效果 是实现阻燃增效的方法之一，而设计分子结构中含有多重阻燃元素，并通过分子内各阻燃 元素间协同作用，是实现阻燃剂增效的更为有效的方法。
[0003] 本发明公开了一种硅、氯双元素协同阻燃增塑剂二甲基硅酸二（一氯丙）酯化合 物的制备方法。硅和氯双元素协同阻燃，高温条件下硅元素能促进高分子材料成炭，生成致 密的硅炭层；氯元素在受热时生成氯化氢，其与阻燃增效剂三氧化二锑作用生成氯化锑覆 盖在材料表面，有绝氧作用，或以气体放出能带走热量，降低材料的温度而不燃。本发明阻 燃剂为两种阻燃元素协同阻燃，阻燃效能高，增塑性好，应用范围广，有很好的应用开发前 景。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提出二甲基硅酸二（一氯丙）酯化合物的制备方法，其工艺简 单，设备投资少，易于规模化生产，且原料廉价易得，成本低廉，该方法为：
[0005] 如上所述二甲基硅酸二（一氯丙）酯化合物的制备方法，其特征在于，该方法为：
[0006] 在氮气保护下，使氯丙醇与二甲基二氯硅烷或二甲基二溴硅烷在有机溶剂中反 应，然后冷却、纯化处理，得二甲基硅酸二（一氯丙）酯。
[0007] 具体而言，该方法为：
[0008] 在氮气保护下，在20°C~90°C的温度范围内，使摩尔比为1 : 2~3的二甲基二 氯硅烷或二甲基二溴硅烷与氯丙醇在有机溶剂中反应5~9h，纯化处理，得二甲基硅酸二 (一氯丙）酯。
[0009] 进一步，该方法具体为：
[0010] 在氮气保护的条件下，将二甲基二氯硅烷溶于体积毫升数相对于二甲基二氯硅烷 的质量克数2~10倍的有机溶剂中，控制二甲基二氯硅烷与氯丙醇的摩尔比为1 : 2~3， 将氯丙醇滴加到二甲基二氯硅烷中，以滴加速度控制反应温度不高于20°C，反应放出氯化 氢，而后在20°C~70°C持续反应5~9h，然后纯化处理，得二甲基硅酸二（一氯丙）酯。
[0011] 在氮气保护的条件下，将氯丙醇溶于体积毫升数相对于二甲基二氯硅烷的质量克 数2~10倍的有机溶剂中，控制二甲基二氯硅烷与氯丙醇的摩尔比为1 : 2~3,将二甲基 二氯硅烷滴加到氯丙醇中，以滴加速度控制反应温度不高于20°C，反应放出氯化氢，而后在 20°C~70°C持续反应5~9h，然后纯化处理，得二甲基硅酸二（一氯丙）酯。
[0012] 该方法还可为：
[0013] 在氮气保护的条件下，将二甲基二溴硅烷溶于体积毫升数相对于二甲基二溴硅烷 的质量克数2~10倍的有机溶剂中，控制二甲基二溴硅烷与氯丙醇的摩尔比为1 : 2~3， 将氯丙醇滴加到二甲基二溴硅烷中，以滴加速度控制反应温度不高于20°C，反应放出溴化 氢，而后在20°C~90°C持续反应5~9h，然后纯化处理，得二甲基硅酸二（一氯丙）酯。
[0014] 在氮气保护的条件下，将氯丙醇溶于体积毫升数相对于二甲基二溴硅烷的质量克 数2~10倍的有机溶剂中，控制二甲基二溴硅烷与氯丙醇的摩尔比为1 : 2~3,将二甲基 二溴硅烷滴加到氯丙醇中，以滴加速度控制反应温度不高于20°C，反应放出溴化氢，而后在 20°C~90°C持续反应5~9h，然后纯化处理，得二甲基硅酸二（一氯丙）酯。
[0015] 如上所述纯化处理的具体方法为向反应液中加入相对于产物理论质量1 %~5% 的三聚氰胺，调节体系pH为5~6,抽滤，滤液减压蒸馏除去溶剂、过量的氯丙醇（回收使 用）及少量低沸点物。
[0016] 如上所述有机溶剂为乙腈、二氯乙烷、氯仿、二氧六环或乙二醇二甲醚。
[0017] 如上所述氯丙醇为1-氯-2-丙醇与2-氯-1-丙醇的混合物。
[0018] 本发明的二甲基硅酸二（一氯丙）酯为无色透明液体，得率为90. 8%~95. 9%， 分解温度为218°C±5°C，折光率为nD25= 1. 4268,密度（25°C)为1. 09g/cm3。其适合用作 聚氯乙烯、聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂等材料的阻燃增塑剂。该二甲基硅酸二（一氯丙） 酯的制备工艺原理如下式所示：
【主权项】
1. 一种阻燃增塑剂二甲基硅酸二（一氯丙）酯的制备方法，其特征在于，该方法为： 在氮气保护下，使氯丙醇与二甲基二氯硅烷或二甲基二溴硅烷在有机溶剂中反应，经 纯化处理，得到二甲基硅酸二（一氯丙）酯，该化合物具有下式所示的结构：
式中OC3H6Cl为OcH2CHCICH3和OCH(CH2C1)CH3。
2. 如权利要求1所述二甲基硅酸二（一氯丙）酯的制备方法，其特征在于： 在氮气保护的条件下，将二甲基二氯硅烷溶于体积毫升数相对于二甲基二氯硅烷的质 量克数2~10倍的有机溶剂中，控制二甲基二氯硅烷与氯丙醇的摩尔比为1 : 2~3,将氯 丙醇滴加到二甲基二氯硅烷的有机溶液中，以滴加速度控制反应温度不高于20°C，反应放 出氯化氢，而后在20°C~70°C下持续反应5~9h，经纯化处理，得二甲基硅酸二（一氯丙） 酯。
3. 如权利要求1所述二甲基硅酸二（一氯丙）酯的制备方法，其特征在于： 在氮气保护的条件下，将氯丙醇溶于体积毫升数相对于二甲基二氯硅烷的质量克数 2~10倍的有机溶剂中，控制二甲基二氯硅烷与氯丙醇的摩尔比为1 : 2~3,将二甲基二 氯硅烷滴加到氯丙醇的有机溶液中，以滴加速度控制反应温度不高于20°C，反应放出氯化 氢，而后在20°C~70°C下持续反应5~9h，经纯化处理，得二甲基硅酸二（一氯丙）酯。
4. 如权利要求1所述二甲基硅酸二（一氯丙）酯的制备方法，其特征在于： 在氮气保护的条件下，将二甲基二溴硅烷溶于体积毫升数相对于二甲基二溴硅烷的质 量克数2~10倍的有机溶剂中，控制二甲基二溴硅烷与氯丙醇的摩尔比为1 : 2~3,将氯 丙醇滴加到二甲基二溴硅烷的有机溶液中，以滴加速度控制反应温度不高于20°C，反应放 出溴化氢，而后在20°C~90°C下持续反应5~9h，经纯化处理，得二甲基硅酸二（一氯丙） 酯。
5. 如权利要求1所述二甲基硅酸二（一氯丙）酯的制备方法，其特征在于： 在氮气保护的条件下，将氯丙醇溶于体积毫升数相对于二甲基二溴硅烷的质量克数 2~10倍的有机溶剂中，控制二甲基二溴硅烷与氯丙醇的摩尔比为1 : 2~3,将二甲基二 溴硅烷滴加到氯丙醇的有机溶液中，以滴加速度控制反应温度不高于20°C，反应放出溴化 氢，而后在20°C~90°C下持续反应5~9h，经纯化处理，得二甲基硅酸二（一氯丙）酯。
6. 如权利要求1~5中任一项所述二甲基硅酸二（一氯丙）酯的制备方法，其特征在 于，所述的纯化处理为向反应液中加入相对于产物理论质量1%~5%的三聚氰胺，调节体 系pH为5~6,抽滤，滤液减压蒸馏除去溶剂、过量的氯丙醇及少量低沸点物。
7. 如权利要求1~5中任一项所述二甲基硅酸二（一氯丙）酯的制备方法，其特征在 于，所述的氯丙醇为1-氯-2-丙醇与2-氯-1-丙醇的混合物。
8. 如权利要求1~5中任一项所述二甲基硅酸二（一氯丙）酯的制备方法，其特征在 于，所述的有机溶剂为乙腈、二氯乙烷、氯仿、二氧六环或乙二醇二甲醚。
【专利摘要】本发明涉及一种阻燃增塑剂二甲基硅酸二(一氯丙)酯的制备方法，该化合物的结构如下式所示：式中OC3H6Cl为OCH2CHClCH3和OCH(CH2Cl)CH3。制备方法为：在氮气保护下，二甲基二氯硅烷或二甲基二溴硅烷与氯丙醇的摩尔比为1∶2～3，于20℃～90℃下，在有机溶剂中反应5～9h，经纯化处理，得二甲基硅酸二(一氯丙)酯。本发明二甲基硅酸二(一氯丙)酯阻燃效能高，增塑性好，适合用作聚氯乙烯、聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂等的阻燃增塑剂，且生产工艺简单，成本低，易于实现工业化生产。
【IPC分类】C08L27-06, C08K5-5419, C07F7-18
【公开号】CN104710465
【申请号】CN201510100982
【发明人】王彦林, 杨海军
【申请人】苏州阳桥化工科技有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年3月6日