甲基苯基双(磷杂环甲氧基)硅烷化合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种阻燃剂甲基苯基双（憐杂环甲氧基）硅烷化合物及其制备方法， 具体设及一种阻燃剂甲基苯基双（1-氧-1-甲基-4-乙基-1-憐杂-2,6-二氧杂-环己烧 基-<4〉-甲氧基）硅烷化合物及其制备方法，该化合物含有憐、娃双重阻燃元素，憐娃协同 有较高的阻燃效能，适合用作聚醋PBT、PET、尼龙、PC、聚氨醋、巧喃树脂等材料的阻燃剂。
【背景技术】
[0002] 阻燃剂无面化发展的趋势中，憐系阻燃剂因其高效、环保、低毒等优点而备受青 睐，但是，由于该阻燃剂的加入会引起材料力学性能的改变，因而人们希望通过分子内引入 其它优秀的阻燃元素来改善憐系阻燃剂存在的不足。有机娃系阻燃剂是一种新型无面阻燃 剂，也是一种成炭型抑烟剂，同时还是一种良好的分散剂，能增加阻燃剂和高分子材料的相 容性。实验研究表明：憐元素与有机娃基团之间的阻燃协同作用不仅能提高材料的阻燃性 能，还能改善基材的加工性能。因此，憐、娃协效阻燃剂的研究与应用受到越来越多的重视。
[0003] 本发明公开了一种阻燃剂甲基苯基双（憐杂环甲氧基）硅烷化合物及其制备方 法。该化合物分子中含有憐和娃两种阻燃元素，憐娃协同具有良好的阻燃效果，且其拥有娃 系阻燃剂和憐系阻燃剂的优点，又表现出较好的成炭性和友好的加工性能，是一种高效、抑 烟、无毒的阻燃剂，有很好的应用和开发前景。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的之一在于提出一种憐、娃协同阻燃剂甲基苯基双（憐杂环甲氧基） 硅烷化合物。其物理化学性能稳定，耐热性好，与高分子材料有较好的相容性，且有成炭防 滴落的作用，可克服现有技术中的不足。 阳〇化]为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
[0006] 一种甲基苯基双（憐杂环甲氧基）硅烷化合物，其特征在于，该化合物的结构如下 式所示：
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[000引本发明的另一目的在于提出一种如上所述甲基苯基双（憐杂环甲氧基）硅烷的制 备方法，其工艺简单，设备投资少，适合规模化生产，具有良好的开发应用前景，该方法为：
[0009] 氮气保护下，控制甲基苯基二甲氧基硅烷与4-乙基-2,6,7-Ξ氧杂-1-憐杂双 环[2. 2. 2]辛烧（简称：笼状憐酸醋）的摩尔比为1 : 2-1 : 2. 5,再加入催化剂和有机溶 剂，升溫到120-160°C，保溫反应14-1化，减压蒸馈除去有机溶剂，经纯化处理，得产品甲基 苯基双（憐杂环甲氧基）硅烷。
[0010] 该方法还可为：
[0011] 氮气保护下，控制甲基苯基二甲氧基硅烷与4-乙基-2,6,7-Ξ氧杂-1-憐杂双 环巧.2. 2]辛烧（简称：笼状憐酸醋）的摩尔比为1 : 2-1 : 2. 5,再加入催化剂，升溫到 130-180°C，保溫反应13-1化，经纯化处理，得产品甲基苯基双（憐杂环甲氧基）硅烷。
[0012] 如上所述的有机溶剂为二乙二醇二甲酸、苯甲酸或二甲基甲酯胺（DMF)，其用量是 有机溶剂体积毫升数为甲基苯基二甲氧基硅烷质量克数的1-5倍。
[0013] 如上所述的催化剂为硫酸二甲醋、对甲苯横酸甲醋或对甲苯横酸乙醋，其用量为 甲基苯基二甲氧基硅烷质量的3 % -6 %。
[0014] 如上所述的纯化处理方法为加入产品理论质量克数1-2倍体积毫升数的蒸馈水， 揽拌使固体分散于水中，抽滤、烘干。
[0015] 本发明甲基苯基双（憐杂环甲氧基）硅烷为白色固体，其产率为82. 6%-90. 5%， 烙点：160±2°C，分解溫度：328±5°C，适合用作聚醋PBT、PET、尼龙、PC、聚氨醋、巧喃树脂 等材料的阻燃剂。
[0016] 甲基苯基双（憐杂环甲氧基）硅烷的制备工艺原理如下式所示：
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[0018] 与现有技术相比，本发明的有益创新之处在于：
[0019] ①本发明甲基苯基双（憐杂环甲氧基）硅烷化合物含有娃、憐两种阻燃元素，高溫 下，憐元素转化为憐酸或聚憐酸能催化促成炭的形成，形成的聚憐酸膜有隔热绝氧作用；娃 与碳形成致密的娃炭层，能有效防止烙融滴落的发生。娃、憐从不同的机理协同阻燃，能发 挥较高的阻燃效能。
[0020] ②本发明甲基苯基双（憐杂环甲氧基）硅烷化合物分子结构中含有的苯基具有电 子结构的多向性，能增加其与材料的相容性，且其分散性好，不易析出，对材料的力学性能 影响小，从而促进阻燃效果的提高。
[0021] ③本发明甲基苯基双（憐杂环甲氧基）硅烷化合物分子结构中含有C-P键、C-Si 键W及两个六元环结构，运些结构特点使得该化合物物理化学性能稳定，分解溫度高，能适 应于工程塑料的高溫加工。
[0022] ④本发明甲基苯基双（憐杂环甲氧基）硅烷化合物的制备是通过双分子重排反应 将无机憐化合物转变为有机麟化合物，使得其热稳定性和阻燃性能都得到了很大的提高。
[0023] ⑥本发明甲基苯基双（憐杂环甲氧基）硅烷化合物制备方法，没有任何小分子缩 去，原子利用率高，易于工业化转化生产。
【附图说明】
[0024] 为了进一步说明产品的结构和性能特给出如下附图。
[00对图1是甲基苯基双（憐杂环甲氧基）硅烷的红外光谱图；图1表明：3175cm1(苯 环上C-H键的伸缩振动）；2998cmi和2946cmi(C-H键的伸缩振动）；1478cmi(C-H键的弯曲 振动）；1250cm1(P= 0 键的伸缩振动）；1000cm1 (Si-0-C键的伸缩振动）；926cm1 (Si-0-C 键的弯曲振动）；874cm1 (P-0-C键的伸缩振动）；740cm1 (Si-C键的伸缩振动）。
[00%] 图2是甲基苯基双（憐杂环甲氧基）硅烷的核磁光谱图；图2表明：気代氯仿为溶 剂，δ0. 78-0. 87为Si-CH3上与娃相连的甲基氨峰；δ0. 87-1. 00为C-CH2CH3上与碳相连的 甲基氨峰；δ1. 20-1. 34为C-CH2CH3上与碳相连的亚甲基氨峰；δ1. 56-1. 73为0 =P-CH3上 与憐氧相连的甲基氨峰；δ4. 21-4. 32为Si-OCHzC上与氧相连的亚甲基氨峰；δ4. 48-4. 62 为（CH20)2-P= 0(-CH3)麟环上与氧相连的亚甲氧基氨峰；δ7. 24-7. 47为苯环上氨峰。
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【具体实施方式】
[0029]W下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
[0030] 实施例1在装有揽拌器、溫度计、高效回流冷凝管的200ml四口烧瓶中，用 氮气置换掉瓶内空气，加入37. 28g化23mol)笼状憐酸醋、90ml二乙二醇二甲酸、 18.23g(0.lOmol)甲基苯基二甲氧基硅烷和0.85g硫酸二甲醋，