一种有机硅聚合物在塑料阻燃中的应用的制作方法

本发明涉及阻燃材料，具体涉及一种有机硅聚合物在塑料阻燃中的应用。

背景技术：

1、阻燃材料已然成为高分子材料发展的重要动力之一,使用量仅次于增塑剂。目前，常用于高分子的阻燃材料主要为卤系和磷系阻燃材料。卤系阻燃材料由于在燃烧时会产生有害气体，因此，其应用在某些领域受到了限制。开发新型高效、低毒的无卤阻燃材料已成为当今阻燃材料研究的热点。由于磷系阻燃材料具有诸多的优点，因而，起初人们把实现阻燃材料无卤化的希望都寄托在有机磷系阻燃材料上，促进了磷系阻燃材料的发展，但事实证明，有机磷阻燃材料也存在一定的缺点，如极性大、易吸潮、不耐高温、发烟量大等。

2、硅是一种无毒的元素，有机硅阻燃剂具有高效、低毒、对环境友好和良好的热稳定性等优点，在赋予基材良好的阻燃性能的基础上，还能改善基材的力学性能和耐热性能等，并且有机硅阻燃剂对塑料、橡胶的加工性能和物理性能影响也较小。但是现有的有机硅阻燃剂在燃烧时发烟量大同时挥发性大，稳定性比较差，同时极限氧指数也较低，仅为20-30％。因此，需要寻找一种新型的有机硅阻燃剂，尤其是能够应用在高分子材料中的阻燃材料。

技术实现思路

1、本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：现有的阻燃剂还不能满足实际的阻燃要求，尤其是在聚丙烯(pp)塑料、聚乙烯(pe)塑料、聚碳酸酯(pc)塑料、尼龙、eva等塑料材料中，其使用效果不佳。

2、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种有机硅聚合物在塑料阻燃中的应用、一种复合阻燃剂及耐火塑料，利用有机硅聚合物与有机物或无机物的相容性使之与现有阻燃剂进行复配，应用于塑料阻燃可有效提升塑料的阻燃性。

3、本发明实施例的一种有机硅聚合物在塑料阻燃中的应用，所述有机硅聚合物包括式i所示通式的结构，

4、

5、其中，r1、r2、r4、r5、r6、r7各自独立地选自任选取代的烷基、任选取代的环烷基、任选取代的烯基、任选取代的环烯基、任选取代的杂环基、任选取代的苯基、任选取代的杂芳基中的至少一种；

6、r3、r8各自独立地选自任选取代的烷基、任选取代的烯基、任选取代的环烯基、任选取代的杂环基、任选取代的芳基、任选取代的杂芳基、任选取代的环己基中的至少一种；

7、m独立地取2-3000000之间的任意数值，n独立地取0-3000000之间的任意数值。

8、本发明实施例的有机硅聚合物在塑料阻燃中的应用带来的优点和技术效果：1、本发明实施例的应用中，采用的有机硅聚合物的化学结构中含有大量的硅氧键，燃烧后生成的二氧化硅可阻止燃烧物进一步燃烧，此外，八元环结构中的部分硅原子连接多个氧原子，燃烧后更容易形成二氧化硅，进一步提升了有机硅聚合物的阻燃性；2、有机硅聚合物中的硅氧键与无机物或有机物均具有较高的相容性，用于塑料材料的阻燃可促进无机阻燃剂与有机塑料基体的相容，使阻燃剂均匀分散于塑料基体中，不仅能够提升塑料产品的阻燃性，而且能够使塑料产品基本保持原有的机械性能。

9、在本发明的一些实施例中，所述塑料选自聚丙烯(pp)塑料、聚乙烯(pe)塑料、聚碳酸酯(pc)塑料、聚苯乙烯(ps)塑料、尼龙或eva中的至少一种。

10、在本发明的一些实施例中，r3、r8各自独立地选自任选取代的烷基、任选取代的烯基或任选取代的芳基中的至少一种。

11、在本发明的一些实施例中，r1-r8被不含卤素的基团任选取代。

12、在本发明的一些实施例中，对所述有机硅聚合物与阻燃剂进行复配。

13、本发明实施例的一种用于塑料阻燃的复合阻燃剂，包括阻燃剂和上述有机硅聚合物。

14、本发明实施例的用于塑料阻燃的复合阻燃剂带来的优点和技术效果：1、本发明实施例中的有机硅聚合物中的硅氧键与无机物或有机物均具有较高的相容性，用于塑料材料的阻燃可促进无机阻燃剂与有机塑料基体的相容，使阻燃剂均匀分散于塑料基体中，提升塑料产品的阻燃性和耐火性，同时能够使塑料产品基本保持原有的机械性能；2、本发明的复合阻燃剂中以无机阻燃剂为主，辅以有机硅聚合物，保证阻燃效果的同时大大降低了原料成本。

15、在本发明的一些实施例中，所述阻燃剂包括无机阻燃剂和有机阻燃剂。

16、在本发明的一些实施例中，所述的有机硅聚合物与所述阻燃剂的质量配比为1:(0-1000)。

17、本发明实施例的一种耐火塑料，包括上述有机硅聚合物或上述复合阻燃剂，以及塑料基材。

18、本发明实施例的耐火塑料带来的优点和技术效果：1、本发明实施例中的有机硅聚合物的化学结构中含有大量的硅氧键，燃烧后生成的二氧化硅可阻止燃烧物进一步燃烧，此外，八元环结构中的部分硅原子连接多个氧原子，燃烧后更容易形成二氧化硅，进一步提升了有机硅聚合物的阻燃性，掺入塑料材料中可提升塑料材料的阻燃性；2、本发明实施例中的有机硅聚合物中的硅氧键与无机物或有机物均具有较高的相容性，用于塑料材料的阻燃可提升现有无机阻燃剂与有机塑料基体的相容，使阻燃剂均匀分散于塑料基体中，提升塑料产品的阻燃性，并保持优异的机械性能；3、本发明的复合阻燃剂中以无机阻燃剂为主，辅以有机硅聚合物，保证阻燃效果的同时大大降低了原料成本。

19、在本发明的一些实施例中，以所述耐火塑料总质量为基准，所述复合阻燃剂的质量百分比为0.01％-60％；

20、和/或，所述耐火塑料不含所述阻燃剂时，以所述耐火塑料总质量为基准，所述有机硅聚合物的质量百分比为0.01％-10％；

21、和/或，所述塑料选自聚丙烯塑料、聚乙烯塑料、聚碳酸酯塑料、聚苯乙烯塑料、尼龙或eva中的至少一种。

技术特征：

1.一种有机硅聚合物在塑料阻燃中的应用，其特征在于，所述有机硅聚合物包括式i所示通式的结构，

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述塑料选自聚丙烯塑料、聚乙烯塑料、聚碳酸酯塑料、聚苯乙烯塑料、尼龙或eva中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，r3、r8各自独立地选自任选取代的烷基、任选取代的烯基或任选取代的芳基中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，r1-r8被不含卤素的基团任选取代。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，对所述有机硅聚合物与阻燃剂进行复配。

6.一种用于塑料阻燃的复合阻燃剂，其特征在于，包括阻燃剂和权利要求1-5中任一项应用所述的有机硅聚合物。

7.根据权利要求6所述的复合阻燃剂，其特征在于，所述阻燃剂包括无机阻燃剂和有机阻燃剂。

8.根据权利要求6所述的复合阻燃剂，其特征在于，所述的有机硅聚合物与所述阻燃剂的质量配比为1:(0-1000)。

9.一种耐火塑料，其特征在于，包括塑料基材，以及权利要求1-5任一项所述的有机硅聚合物或权利要求6-8任一项所述的复合阻燃剂。

10.根据权利要求9所述的耐火塑料，其特征在于，以所述耐火塑料总质量为基准，所述复合阻燃剂的质量百分比为0.01-60％；

技术总结
本发明涉及阻燃材料技术领域，具体涉及一种有机硅聚合物在塑料阻燃中的应用，其中，所述塑料选自聚丙烯塑料、聚乙烯塑料、聚碳酸酯塑料、聚苯乙烯塑料、尼龙或EVA中的至少一种。本发明的有机硅聚合物中的硅氧键与无机物或有机物均具有较高的相容性，用于塑料材料的阻燃可促进无机阻燃剂与有机塑料基体的相容，使阻燃剂均匀分散于塑料基体中，提升塑料产品的阻燃性，同时能够保证塑料产品具有优异的机械性能。

技术研发人员：刘宇宙,谷得发
受保护的技术使用者：北京深云智合科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12