一种聚合型有机硅阻燃成炭剂聚合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种聚合型有机娃阻燃成炭剂聚合物及其制备方法，具体设及一种娃 系阻燃成炭剂聚二甲基娃酸间苯二酪醋聚合物及其制备方法，该聚合物适合用作聚締姪、 聚醋、聚酷胺、环氧树脂、不饱和树脂等的阻燃成炭剂。
【背景技术】
[0002] 克服合成高分子材料易燃的难题，在材料中加入阻燃剂是很有效的方法。但是，由 于高分子材料一般都具有物有=态的特性，即材料在高温燃烧时会变成液体流动或滴落， 其会带着火焰移动而引起二次燃烧。为了解决合成材料的滴落问题，最有效的方法是加入 成炭剂。成炭剂可使材料遇热炭化，避免了碳元素变成二氧化碳W气体形式放出，其成炭 过程也是阻燃机理所表达的一种形式。有些成炭剂含有认定的阻燃元素，有的则不含有阻 燃元素，一般含有阻燃元素的成炭剂，具有阻燃作用又有成炭能力，即阻燃成炭剂。季戊四 醇及季戊四醇磯酸醋等是人们已有所应用尝试的成炭剂，但上述的成炭剂大多都存在极性 大、易吸水、分解温度低和加工性能差等不足。娃元素是一个不易挥发气化的元素，它与碳 元素为同族，电子结构相似，高温下娃、碳结构脱水炭化容易生成致密的娃炭层，其能起到 阻燃作用又能克服合成材料的烙融滴落问题。因此对有机娃或含娃的阻燃成炭剂的研究具 有很重要的现实意义。
[0003] 本发明公开了一种娃系阻燃成炭剂聚二甲基娃酸间苯二酪醋聚合物及其制备方 法。娃元素能促进高分子材料成炭，生成致密的娃炭层，将易燃物与氧气隔离开，并能有效 防止高分子材料烙融滴落形成二次燃烧。本发明阻燃剂基础原料廉价易得，分子量大在材 料中易于分散，成炭效果好，应用范围广，有很好的应用开发前景。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的之一在于提出一种娃系阻燃成炭剂聚二甲基娃酸间苯二酪醋聚合 物，其阻燃成炭性好，可克服现有技术中的不足。
[0005] 为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
[0006] 聚二甲基娃酸间苯二酪醋聚合物，其特征在于，该聚合物的结构如下式所示：
[0007]
【主权项】
1. 一种聚合型有机硅阻燃成炭剂聚合物，其特征在于，该聚合物的结构如下式所示： 式中η = 30~80。
2. 根据权利要求1所述一种聚合型有机硅阻燃成炭剂的制备方法，其特征在于，该方 法为： 在装有搅拌器、温度计和冷凝管，并在冷凝管上口装有干燥管的反应器中，用氮气置换 掉反应器内的空气，将间苯二酚溶于适量的有机溶剂，加入相对于间苯二酚2~2. 5倍摩 尔的三乙胺，滴加与间苯二酚等摩尔的二甲基二卤硅烷，以滴加速度控制反应温度不高于 30°C，滴完后在30°C~70°C下反应7~14h，再滴加质量克数相对于二甲基二卤硅烷摩尔数 0. 5~1倍的甲醇作封端剂，保温反应0. 5h ;降温至30°C以下，再加入适量体积蒸馏水洗涤 两次，分液，将所得到的有机层用干燥剂进行干燥，过滤，滤液减压蒸馏除去有机溶剂，得聚 二甲基硅酸间苯二酚酯。
3. 根据权利要求1所述一种聚合型有机硅阻燃成炭剂的制备方法，其特征在于，该方 法为： 在装有搅拌器、温度计和分水装置的反应器中，用氮气置换掉反应器内的空气，加入间 苯二酚、有机溶剂和相对于间苯二酚2倍摩尔的氢氧化钠，加热回流反应3h，定量分出生成 的水；降温至20°C以下，滴加与间苯二酚等摩尔的二甲基二卤硅烷，以滴加速度控制反应 温度不高于30°C，滴完后升温至30°C~70°C，保温反应6~13h ;再滴加质量克数相对于二 甲基二卤硅烷摩尔数0. 5~1倍的甲醇作封端剂，保温反应0. 5h ;降温至30°C以下，抽滤除 去卤化钠及少量不溶固体，滤液减压蒸馏除去溶剂及少量低沸点物，得聚二甲基硅酸间苯 二酚酯。
4. 根据权利要求1所述一种聚合型有机硅阻燃成炭剂的制备方法，其特征在于，该方 法为： 在装有搅拌器、温度计和分馏装置的反应器中，用氮气置换掉反应器内的空气，加入间 苯二酚、有机溶剂和相对于间苯二酚2倍摩尔的甲醇钠，加热分馏反应2h，控制分馏柱顶温 度不高于65°C，定量分出生成的甲醇；降温至20°C以下，滴加与间苯二酚等摩尔的二甲基 二卤硅烷，以滴加速度控制反应温度不高于30 °C，滴完后升温至30 °C~70 °C，保温反应6~ 13h ;再滴加质量克数相对于二甲基二卤硅烷摩尔数0. 5~1倍的甲醇作封端剂，保温反应 0. 5h ;降温至30°C以下，抽滤除去卤化钠及少量不溶固体，滤液减压蒸馏除去溶剂及少量 低沸点物，得聚二甲基硅酸间苯二酚酯。
5. 根据权利要求2所述一种聚合型有机硅阻燃成炭剂的制备方法，其特征在于，所述 的有机溶剂为甲苯、二甲苯、氯仿或二氯乙烷，其用量体积毫升数是间苯二酚的质量克数的 10~20倍。
6. 根据权利要求2所述一种聚合型有机硅阻燃成炭剂的制备方法，其特征在于，所述 的加入适量体积蒸馏水为蒸馏水的体积毫升数是产品理论质量克数的1~5倍。
7. 根据权利要求2所述一种聚合型有机硅阻燃成炭剂的制备方法，其特征在于，所述 的干燥剂为无水硫酸钠或无水硫酸镁，其用量质量克数是有机溶剂的体积毫升数的5%~ 10%〇
8. 根据权利要求3~4所述一种聚合型有机硅阻燃成炭剂的制备方法，其特征在于， 所述的有机溶剂为苯、甲苯或二甲苯，其用量体积毫升数是间苯二酚的质量克数的10~20 倍。
9. 根据权利要求2~4所述一种聚合型有机硅阻燃成炭剂的制备方法，其特征在于，所 述的二甲基二卤硅烷为二甲基二氯硅烷或二甲基二溴硅烷。
【专利摘要】本发明涉及一种聚合型有机硅阻燃成炭剂聚合物及其制备方法，具体涉及一种阻燃成炭剂聚二甲基硅酸间苯二酚酯聚合物及其制备方法，该聚合物的结构如下式所示：式中n＝30～80。制备方法为：于有机溶剂中，在三乙胺存在下，间苯二酚与等摩尔的二甲基二卤硅烷反应；或间苯二酚钠与等摩尔的二甲基二卤硅烷反应，经纯化处理得聚二甲基硅酸间苯二酚酯。本发明聚二甲基硅酸间苯二酚酯分子量大，分解温度高，与材料相容性好，不迁移，成炭性好，适合用作聚烯烃、聚酯、聚酰胺、环氧树脂、不饱和树脂等的阻燃成炭剂，并且生产工艺简单，成本低，易于实现工业化生产。
【IPC分类】C08L67-02, C08L23-12, C08G77-06, C08G77-52, C08L83-14
【公开号】CN104725642
【申请号】CN201510102434
【发明人】王彦林, 董信, 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24日
【申请日】2015年3月6日