一种具有阻燃耐热性能的聚磷腈绝缘胶及其制备方法_2

文档序号:9858036阅读:来源:国知局
备用;
[0029] S2、取89g对三氟甲基苯酸和106g对五氟乙基苯酸溶于150mL四氢咲喃溶液中,通 过搅拌器缓慢加入40g氢氧化钠,将溶液的温度调至40°C恒温,在搅拌下反应1小时至反应 完全为止,得中间产物溶液(Π ),备用;
[0030] 33、取设有搅拌器、冷凝管和恒压滴液漏斗的100〇11^三口烧瓶,加入33.28的1,7-二(4-羟基苯基)-碳硼烷,通过搅拌器缓慢加入4g氢氧化钠,再加入150mL四氢呋喃溶液和 21.2g溴代辛烷至三口烧瓶中,并往反应溶液中通氮气,在100°C下搅拌反应2小时后,将温 度降至50°C,得到反应后的三口烧瓶;
[0031] S4、分别将步骤S1和步骤S2中的得到的聚氯化磷腈四氢呋喃溶液和中间产物溶液 (Π ),通过恒压滴液漏斗慢慢滴入步骤S3反应后的三口烧瓶中进行反应,得到反应液;
[0032] S5、将反应液倒入盛有自来水的烧杯中进行搅拌,搅拌lOmin后,得到溶液中凝聚 的橡胶状固体,将凝聚的橡胶状固体和溶液进行分离,分离后通过四氢呋喃溶液对橡胶状 固体进行溶解,再将溶液倒入盛有自来水的烧杯中重复本步骤,直至洗去橡胶状固体中的 盐分,最终得到的橡胶状固体为含氟酚氧基碳硼烷酚氧基取代聚磷腈。
[0033] 本发明有益效果是:本发明的聚磷腈高分子的主链由磷、氮元素组成,侧基由含氟 酚氧基和碳硼烷双酚单烷基醚组成。碳硼烷作为取代基引入聚磷腈侧链中,不破坏碳硼烷 的笼状结构合成侧链带碳硼烷结构的聚磷腈高分子。所述聚磷腈高分子是一种具有阻燃耐 热绝缘体材料,是一种对燃烧安全性要求很高的电绝缘场合的理想材料。同时,本发明的聚 磷腈高分子是一种非卤化的、耐火焰、低生烟的弹性体,适用于电气电缆的绝缘胶和绝热泡 沫胶。该绝缘胶导热性好、耐热性高,制备方法简单,有优异的电气电缆绝缘性能,应用领域 广,具有良好的市场前景。
[0034] 进一步的,上述步骤S4具体为:
[0035] 先将聚氯化磷腈四氢呋喃溶液,通过恒压滴液漏斗慢慢滴入步骤S3反应后的三口 烧瓶中,滴加完毕后,继续搅拌1~2小时;
[0036] 再将中间产物溶液(Π ),通过恒压滴液漏斗慢慢滴入搅拌后的溶液中,滴加完毕 后,继续搅拌2~3小时,得到反应液。
【附图说明】
[0037] 图1为本发明三氟甲氧基酚氧基单辛基醚碳硼烷双酚氧基聚磷腈的化学结构式;
[0038] 图2为本发明含氟酚氧基碳硼烷酚氧基取代聚磷腈的化学结构式。
【具体实施方式】
[0039] 为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果,以下结合实施方式 并配合附图详予说明。
[0040] 定义:聚氯化磷腈为氯化磷腈聚合物;
[0041 ] 中文名称:氯化磷腈聚合物;英文名称:Poly(phosphonitrilic chloride);
[0042] 别名:cycl〇-Dibromodi-y_methylene[y-(tetrahydrofuran) ]trizinc;
[0043] 更多名称:Monosodiumtaurocholicacid;
[0044] CAS号:31550-05-7;分子式:Cl 18N4P6;分子量:880 · 023366。
[0045] 请参阅图1以及图2,本发明具有阻燃耐热性能的聚磷腈绝缘胶,包括聚磷腈高分 子,所述聚磷腈高分子的化学结构式为:
[0046]
[0047]所述聚磷腈高分子的化学结构式中的取代基心为二氟苯酚、三氟甲基苯酚、三氟 甲氧基苯酚、五氟乙氧基苯酚、碳硼烷双酚单己基醚、碳硼烷双酚单辛基醚、碳硼烷双酚单 癸基醚、碳硼烷双酚单十二烷基醚的任意一种或任意两种的组合;
[0048]所述聚磷腈高分子的化学结构式中的取代基办为碳硼烷双酚单己基醚、碳硼烷双 酚单辛基醚、碳硼烷双酚单癸基醚、碳硼烷双酚单十二烷基醚的任意一种。
[0049] 所述聚磷腈高分子的化学结构式中η为6、8、10、12其中任意的一位整数。
[0050] 所述聚磷腈高分子的化学结构式中的取代基心与取代基心摩尔比为1:0.05~1: 0.2。
[0051] 图1和图2分别为所述聚磷腈高分子具体实施例的两种化学式三氟甲氧基酚氧基 单辛基醚碳硼烷双酚氧基聚磷腈和含氟酚氧基碳硼烷酚氧基取代聚磷腈,本发明并不局限 于这两种化学式内。
[0052] 本发明的聚磷腈高分子是一种非卤化的、耐火焰、低生烟的弹性体,适用于电气电 缆的绝缘胶和绝热泡沫胶。该绝缘胶导热性好、耐热性高,制备方法简单,有优异的电气电 缆绝缘性能,应用领域广,具有良好的市场前景。
[0053]本发明的聚磷腈高分子的主链由磷、氮元素组成,侧基由含氟酚氧基和碳硼烷双 酚单烷基醚组成。聚二氯磷腈很容易与碳硼烷双酚单烷基醚发生亲核取代反应得到部分取 代的聚磷腈聚合物,该聚磷腈聚合物进一步和含氟酚氧基反应,因此无需复杂的基团保护 反应,就能够在磷原子上发生取代反应。碳硼烷作为取代基引入聚磷腈侧链中,不破坏碳硼 烷的笼状结构合成侧链带碳硼烷结构的聚磷腈高分子。所述聚磷腈高分子是一种具有阻燃 耐热绝缘体材料,是一种对燃烧安全性要求很高的电绝缘场合的理想材料。
[0054] 实施例一
[0055] -种具有阻燃耐热性能的聚磷腈绝缘胶制备方法,包括以下步骤:
[0056] 步骤一、取58g聚氯化磷腈,加入400mL四氢呋喃溶液中,搅拌至聚氯化磷腈完全溶 解,得到聚氯化磷腈四氢呋喃溶液,备用;
[0057] 步骤二、取170. lg对三氟甲基苯酚溶于150mL四氢呋喃溶液中,通过搅拌器缓慢加 入40g氢氧化钠,将溶液的温度调至40°C恒温,在搅拌下反应1小时至对三氟甲基苯酚完全 反应为对三氟甲氧基酚氧基钠为止,得中间产物溶液(I ),备用;
[0058] 步骤三、取设有搅拌器、冷凝管和恒压滴液漏斗的1000mL三口烧瓶,加入66.4g的 1,7_二(4-羟基苯基)-碳硼烷,通过搅拌器缓慢加入8g氢氧化钠,再加入250mL四氢呋喃溶 液和42.4g溴代辛烷至三口烧瓶中,并往反应溶液中通氮气,在100 °C下搅拌反应2小时后, 将温度降至50°C,得到反应后的三口烧瓶;
[0059] 步骤四、先将聚氯化磷腈四氢呋喃溶液,通过恒压滴液漏斗慢慢滴入步骤S3反应 后的三口烧瓶中,滴加完毕后,继续搅拌1~2小时;
[0060] 再将中间产物溶液(I),通过恒压滴液漏斗慢慢滴入搅拌后的溶液中,滴加完毕 后,继续搅拌2~3小时,得到反应液;
[0061 ]步骤五、将反应液倒入盛有自来水的烧杯中进行搅拌,搅拌lOmin后,得到溶液中 凝聚的橡胶状固体,将凝聚的橡胶状固体和溶液进行分离,分离后通过四氢呋喃溶液对橡 胶状固体进行溶解,再将溶液倒入盛有自来水的烧杯中重复本步骤,直至洗去橡胶状固体 中的盐分,最终得到的橡胶状固体为三氟甲氧基酚氧基单辛基醚碳硼烷双酚氧基聚磷腈。
[0062]本实施例的有益效果:用烷氧基置换聚二氯磷腈聚合物的氯原子,提高聚磷腈的 耐水性,但热稳定性欠佳,在取代基中添加碳硼烷,则提高了聚磷腈聚合物稳定性、耐热性 能。通过加入对三氟甲基苯酚以及含碳硼烷双酚单烷基醚等材料制备出的电气电缆绝缘 胶,具有优异的电气绝缘性能、耐热性高,阻燃性能好,制备方法简单。
[0063] 实施例二
[0064] -种具有阻燃耐热性能的聚磷腈绝缘胶制备方法,包括以下步骤:
[0065] 步骤一、取58g聚氯化磷腈,加入400mL四氢呋喃溶液中,搅拌至聚氯化磷腈完全溶 解,得到聚氯化磷腈四氢呋喃溶液,备用;
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