CN102731547B - 阻燃剂硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯化合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种硅卤协同阻燃增塑剂硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯化合物及其制备方法，该化合物的结构如下式所示：
Description
技术领域
本发明涉及一种硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯化合物及其制备方法。硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯是一种具有硅、氯、溴三元素协同阻燃的高效阻燃剂，有较好的芳醚硅酸酯对称结构，该结构特点赋予产品与材料有较好的相容性、良好的分散性、热稳定性、高效阻燃性、优良的增塑性及友好的加工性能，适合用于聚氯乙烯、聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂等的阻燃增塑添加剂。
背景技术
随着我国经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，人们的安全意识逐渐增强，特别是易燃高分子材料的广泛使用，由于它的易燃性常会引发火灾，给人们的生命财产安全带来严重的威胁。从而促进了阻燃科学技术与阻燃剂工业的快速发展，又由于全球阻燃剂无卤化的推进，为了继承卤系阻燃剂综合性价比高的优点，对高效卤系阻燃剂的开发成为研究的重要课题。本发明是用多晶硅产业的副产物四氯化硅为主要原料合成一种分子内具有硅、氯、溴三重阻燃元素的阻燃剂，硅、氯、溴三元素以不同的机理气固相协同阻燃产生协同阻燃增效作用，使产品具有高效阻燃性，该分子结构的合成设计原子利用率高达100％，符合绿色合成工艺的理念，具有较好的环境效益，且设计结构新颖，对称性好，有较好阻燃性和增塑性及优良的应用加工性能，有很好的工业化前景。
发明内容
本发明的目的之一在于提出用多晶硅产业的副产物四氯化硅为主要原料合成一种具有硅、氯、溴三元素协同阻燃的高效阻燃剂硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯化合物，其阻燃增塑性好，可克服现有技术中的不足。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯化合物，其特征在于，该化合物的结构如下式所示：
本发明的另一目的在于提出一种如上所述硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯的制备方法，其工艺简单、易于规模化生产，且原料廉价易得，设备投资少，成本低廉，该方法为：
搅拌条件下，在20℃将三溴苯基环氧丙基醚溶解于适量有机溶剂中，再将1/4摩尔数的四氯化硅滴加到上述混合液中，滴加过程控制温度不高于40℃，而后在60-100℃温度下反应8～12h，使最终的PH值达到5-6。反应结束后，减压蒸出溶剂，得产品硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯。
如上所述有机溶剂为四氢呋喃、乙腈、二氯乙烷、二氧六环或二乙二醇二甲醚；
如上所述将三溴苯基环氧丙基醚溶解于适量有机溶剂中为三溴苯基环氧丙基醚的质量与有机溶剂的体积比选自1∶1～1∶4；
本发明的硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯为无色或淡黄色液体，产率为94.6％～98.2％，其闪点(开口杯)：230±5℃，分解温度：298±5℃，密度(25℃)：2.12g/cm3，折光率：nD 25＝1.6651。其适合作为聚氯乙烯、不饱和树脂、聚酯、环氧树脂等材料的阻燃剂。
硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯的合成工艺原理如下式所示：
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
①由于本发明硅卤协同阻燃增塑剂硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯的结构具有较好的对称性特征，其物理化学性能稳定，与高分子材料相溶性好，加工性能好，三元素协同阻燃效能高，硅酸酯结构增塑性好。
②本发明以多晶硅产业副产物四氯化硅为原料合成硅、氯、溴三元素协同阻燃增塑剂硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯。可解决四氯化硅综合利用的难题，又开辟了廉价优良的阻燃增塑剂新品种。
③本发明所设计合成路线为加成反应，原子利用率达100％，收率高，符合绿色合成工艺要求。
④本发明制备方法简单，原料廉价易得，成本低，易于规模化生产。
附图说明
为了进一步说明产品的结构和性能特给出如下附图。
1、硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯的红外光谱图，详见说明书附图图1，
图1表明，2957.5cm-1为亚甲基C-H键的伸缩振动峰；1627cm-1为苯环骨架的伸缩振动峰；1099cm-1、1007.6为Si-O-C键的伸缩振动峰；1043cm-1处为C-Br键的伸缩振动峰；467cm-1C-Cl键的伸缩振动峰；1248cm-1Ar-O键的伸缩振动峰。
2、硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯的核磁光谱图，详见说明书附图图2，
图2表明，氘代氯仿作溶剂，δ3.73-3.80为Ar-OCH2CHClCH2O-Si上与氯相连的亚甲基氢峰；δ3.84-3.95为Ar-OCH2CHClCH2O-Si上与硅氧相连的亚甲基氢峰；δ4.24-4.30为Ar-OCH2CHClCH2O-Si上与芳氧相连的亚甲基氢峰；δ7.56-7.64为苯环上氢峰；δ7.26为溶剂氘代氯仿交换的质子峰。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管的100ml四口烧瓶中，加入50ml四氢呋喃，15.5g(0.04mol)三溴苯基环氧丙基醚，搅拌溶解，20℃下，1h内滴加1.7g(0.01mol，1.13ml)四氯化硅，滴加过程中保持温度不超过40℃。滴完后升温到60℃保温12h，反应体系PH值达5-6，反应结束，减压蒸馏除去四氢呋喃(回收使用)，得淡黄色液体硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯，产品得率94.6％。其闪点(开口杯)：230±5℃，分解温度：298±5℃，密度(25℃)2.12g/cm3，折光率：nD 25＝1.6651。
实施例2在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管的100ml四口烧瓶中，加入40ml乙腈，15.5g(0.04mol)三溴苯基环氧丙基醚，搅拌溶解，20℃下，1h内滴加1.7g(0.01mol，1.13ml)四氯化硅，滴加过程中保持温度不超过40℃。滴完后升温到70℃保温11h，反应体系PH值达5-6，反应结束，减压蒸馏除去四氢呋喃(回收使用)，得淡黄色液体硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯，产品得率95.4％。其闪点(开口杯)：230±5℃，分解温度：298±5℃，密度(25℃)2.12g/cm3，折光率：nD 25＝1.6651。
实施例3在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管的100ml四口烧瓶中，加入60ml二氯乙烷，15.5g(0.04mol)三溴苯基环氧丙基醚，搅拌溶解，20℃下，1h内滴加1.7g(0.01mol，1.13ml)四氯化硅，滴加过程中保持温度不超过40℃。滴完后升温到80℃保温10h，反应体系PH值达5-6，反应结束，减压蒸馏除去四氢呋喃(回收使用)，得淡黄色液体硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯，产品得率96.5％。其闪点(开口杯)：230±5℃，分解温度：298±5℃，密度(25℃)2.12g/cm3，折光率：nD 25＝1.6651。
实施例4在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管的100ml四口烧瓶中，加入50ml二氧六环，15.5g(0.04mol)三溴苯基环氧丙基醚，搅拌溶解，20℃下，1h内滴加1.7g(0.01mol，1.13ml)四氯化硅，滴加过程中保持温度不超过40℃。滴完后升温到90℃保温9h，反应体系PH值达5-6，反应结束，减压蒸馏除去四氢呋喃(回收使用)，得淡黄色液体硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯，产品得率97.3％。其闪点(开口杯)：230±5℃，分解温度：298±5℃，密度(25℃)2.12g/cm3，折光率：nD 25＝1.6651。
实施例5在装有搅拌器、温度计、高效回流冷凝管的100ml四口烧瓶中，加入50ml二乙二醇二甲醚，15.5g(0.04mol)三溴苯基环氧丙基醚，搅拌溶解，20℃下，1h内滴加1.7g(0.01mol，1.13ml)四氯化硅，滴加过程中保持温度不超过40℃。滴完后升温到100℃保温8h，反应体系PH值达5-6，反应结束，减压蒸馏除去四氢呋喃(回收使用)，得淡黄色液体硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯，产品得率98.2％。其闪点(开口杯)：230±5℃，分解温度：298±5℃，密度(25℃)2.12g/cm3，折光率：nD25＝1.6651。
表1制备例主要工艺参数
本案发明人还将上述合成的硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯应用于聚氯乙烯中。参照：GB/T2406-2008《塑料燃烧性能试验方法-氧指数法》测样品的极限氧指数。取产物硅卤协同阻燃增塑剂硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯、增塑剂邻苯二甲酸二辛酯、协效阻燃剂三氧化二锑和聚氯乙烯以不同比例混合均匀后，用挤出机挤出，制成直径为3mm的样条，并对其阻燃性能进行了测试，列出了部分试验结果如表2所示：
表2硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯的阻燃性能数据
Claims (3)
1.一种硅卤协同阻燃增塑化合物硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯的制备方法，其特征在于，该方法为：
搅拌条件下，在20℃将三溴苯基环氧丙基醚溶解于适量有机溶剂中，再将1/4摩尔数的四氯化硅滴加到上述混合液中，滴加过程控制温度不高于40℃，而后在60-100℃温度下反应8-12h，使最终的pH值达到5-6，反应结束后，减压蒸出溶剂，得产品硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯，该化合物的结构如下式所示：
2.根据权利要求1所述硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为四氢呋喃、乙腈、二氯乙烷、二氧六环或二乙二醇二甲醚。
3.根据权利要求1所述硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯的制备方法，其特征在于：所述将三溴苯基环氧丙基醚溶解于适量有机溶剂中为三溴苯基环氧丙基醚的质量克数与有机溶剂的体积毫升数比选自1∶1-1∶4。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
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| 溴系阻燃剂的应用研究及发展趋势;张雨山等,;《化学工业与工程》;20090930;第460-466页 * |
| 王彦林等,.硅酸四(氯乙基)酯的合成及表征.《西南师范大学学报(自然科学版)》.2012,第27-30页. * |
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