专利名称：双环笼状磷酸酯硅氧烷阻燃剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种新型阻燃剂，具体涉及含有多个双环笼状磷酸酯基团的硅氧烷阻燃剂及其制备方法，属于阻燃剂领域。
背景技术：
有机硅阻燃剂是一类新型无卤阻燃剂，具有无毒、低烟、抗滴落的优点，但是单独使用有机硅阻燃剂的阻燃效果大多数不够理想。利用磷硅之间的协同阻燃效应，将磷元素引入有机硅分子中，是获得新型高效阻燃剂的途径之一。近年来研究人员合成多种含磷有机硅阻燃剂，包括有美国专利US 4093641合成了一种含磷的甲氧基硅烷，结构式为
权利要求
1. 一种双环笼状磷酸酯硅氧烷化合物，其特征在于该化合物的结构式如通式(I)所示
2.权利要求1所述的双环笼状磷酸酯硅氧烷化合物的制备方法，其特征在于该制备方法为下列方法(a)和方法(b)中的一种(a)在惰性气体的保护和有机碱条件下，将双环笼状磷酸酯1-氧基磷杂-4-羟甲基-2，6，7-三氧杂双环[2. 2. 2]辛烷溶于有机溶剂升温至30 102°C，加入氯硅烷，氯硅烷与1-氧基磷杂-4-羟甲基-2，6，7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷的摩尔比为1 3 4. 5， 恒温反应1 2小时，然后，将反应体系升温至沸腾，回流反应5 12小时，冷却，过滤，用去离子水洗涤滤渣至无氯离子为止，真空干燥即得到产品；所述的有机溶剂为乙腈、氯仿或 1，4_ 二氧六环；所述的氯硅烷为四氯化硅、三氯硅烷、苯基三氯硅烷、甲基三氯硅烷或乙基二氯娃烧；(b)在惰性气体保护下，将摩尔比为1 3 4. 5的烷氧基硅烷与1-氧基磷杂-4-羟甲基-2，6，7-三氧杂双环[2. 2. 2]辛烷溶于二甲基亚砜中，80 105°C反应8 12小时，反应过程中不断蒸出反应产生的低级醇；停止反应冷却至室温，在反应体系中加入1，4_ 二氧六环沉析产物，过滤并用乙腈和去离子水洗涤滤渣至无氯离子为止，真空干燥即得到产品； 所述的烷氧基硅烷为正硅酸乙酯、三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷或乙基三甲氧基硅烷。
3.根据权利要求2所述的双环笼状磷酸酯硅氧烷化合物的制备方法，其特征在于所述的有机碱为吡啶、三乙胺或N，N-甲基苯胺，有机碱与1-氧基磷杂-4-羟甲基-2，6，7-三氧杂双环[2. 2. 2]辛烷的摩尔比为1 1. 5 1。
4.根据权利要求2所述的双环笼状磷酸酯硅氧烷化合物的制备方法，其特征在于制备方法(a)将双环笼状磷酸酯溶于有机溶剂升温至30 102°C中还包括加入路易斯酸类催化剂，所述的路易斯酸类催化剂为氯化铝和氯化镁，其用量为每摩尔1-氧基磷杂-4-羟甲基-2，6，7-三氧杂双环[2. 2. 2]辛烷1 3g
5.根据权利要求2所述的双环笼状磷酸酯硅氧烷化合物的制备方法，其特征在于所述有机溶剂用量均为每摩尔1-氧基磷杂-4-羟甲基-2，6，7-氧杂双环[2. 2. 2]辛烷加入 200 500mL。
6.根据权利要求2所述的双环笼状磷酸酯硅氧烷化合物的制备方法，其特征在于所述二甲基亚砜用量为每摩尔1-氧基磷杂-4-羟甲基-2，6，7-三氧杂双环[2. 2. 2]辛烷加 Λ 200 500mL。
7.根据权利要求2所述的双环笼状磷酸酯硅氧烷化合物的制备方法，其特征在于所述方法(b)中用于沉析反应产物的(权利5中已经有1，4_ 二氧六环，担心此处不写明白会造成误会)1，4_ 二氧六环用量为每摩尔1-氧基磷杂-4-羟甲基_2，6，7-三氧杂双环 [2. 2. 2]辛烧加入 200 500mL。
全文摘要
本发明公开了双环笼状磷酸酯硅氧烷阻燃剂及其制备方法。该双环笼状磷酸酯基硅氧烷结构式如通式(I)所示。制备时，通过1-氧基磷杂-4-羟甲基-2，6，7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷与氯硅烷或烷氧基硅烷的反应均可获得所需产品。本发明的化合物中所含有的多个刚性双环笼状磷酸酯基团和硅元素起到协同阻燃作用，具有较高的热稳定性和成炭性能，并能有效减少燃烧中产生的烟雾。
文档编号C07F9/6574GK102153590SQ20111002615
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月21日 优先权日2011年1月21日
发明者刘述梅, 赵建青, 陈俊 申请人:华南理工大学