CN106633772B - 一种用于聚碳酸酯的有机硅阻燃剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于聚碳酸酯的有机硅阻燃剂的制备方法：反应釜中加入二甲基硅氧烷，二异丙烯氧基二甲基硅烷，离子液催化剂，在适宜温度下反应，反应结束后蒸馏，提纯产物去除未反应单体，得到产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种阻燃剂的制备方法，尤其是一种用于聚碳酸酯的有机硅阻燃剂的制备方法。
背景技术
聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。PC工程塑料的三大应用领域是玻璃装配业、汽车工业和电子、电器工业，其次还有工业机械零件、光盘、包装、计算机等办公室设备、医疗及保健、薄膜、休闲和防护器材等。PC可用作门窗玻璃，PC层压板广泛用于银行、使馆、拘留所和公共场所的防护窗，用于飞机舱罩，照明设备、工业安全档板和防弹玻璃。其中电子、汽车、电器、包装、建筑等行业对于聚碳酸酯要求有较好的阻燃性能，在聚碳酸酯制备过程中加入阻燃剂可以有效提高其阻燃性能。
CN101258201B公开了一种阻燃剂组合物，其中在聚碳酸酯基质中存在选择的阻燃剂，特别是全氟丁烷磺酸钾与碳氟化合物或硅氧烷封端的聚碳酸酯的组合。该组合改进了聚碳酸酯的光线透过率。
CN10462079公开了一种是一种带磺酸盐的聚磷酸酯类高分子聚合物的阻燃剂，具有易于均匀分散、高效阻燃的特点，添加1～5wt%即可提高基体树脂阻燃性能。
现有技术中的有机硅阻燃剂制备技术使用的无机催化剂大多具有污染环境，燃烧后释放有毒气体，材料废弃后难以处理的问题，需要研发出新型高效阻燃剂解决这一系列问题。
发明内容
本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种用于聚碳酸酯的有机硅阻燃剂的制备方法，其特征在于制备步骤包括：
（1）离子液催化剂的制备：
按重量份，将100份氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑， 0.01-0.05份的3-[[3,5-双(三氟甲基)苯基]氨基]-4-[[(2S)-2-吡咯烷甲基]氨基]-3-环丁烯-1,2-二酮， 0.01-0.1份的芴甲氧羰酰琥珀酰亚胺，室温下浸泡20-60h，过滤，烘干，制得离子液催化剂。
（2）合成反应：在反应釜中加入二甲基硅氧烷，二异丙烯氧基二甲基硅烷，离子液催化剂，加入重量比=100:1-5：1-10进行反应，产物再经蒸馏，提纯产物去除未反应单体，得到产品。
所述合成反应温度为20～70℃。
所述合成反应时间1-8小时。
步骤1所述的氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑为市售产品，如山东西亚化学工业有限公司生产的产品；3-[[3,5-双(三氟甲基)苯基]氨基]-4-[[(2S)-2-吡咯烷甲基]氨基]-3-环丁烯-1,2-二酮为市售产品，如北京氯百草科技发展有限公司生产的产品。
所述的二甲基硅氧烷，芴甲氧羰酰琥珀酰亚胺,二异丙烯氧基二甲基硅烷为市售产品。
本发明的有益效果：
离子液催化剂代替强碱性无机催化剂，可以多次使用，减少了废碱液的排放，对环保有利；本专利制备的有机硅阻燃剂对聚碳酸酯的阻燃效果的提高非常显著，UL94（1.6mm）可以达到V-0级。
具体实施方式
以下实例仅仅是进一步说明本发明，并不是限制本发明保护的范围。
实施例1：
（1）离子液催化剂的制备：
在500L反应釜中，加入氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑50Kg，3-[[3,5-双(三氟甲基)苯基]氨基]-4-[[(2S)-2-吡咯烷甲基]氨基]-3-环丁烯-1,2-二酮0.015Kg，0.03 Kg的芴甲氧羰酰琥珀酰亚胺，室温下浸泡40h，过滤，烘干，制得离子液催化剂。
（2）合成反应：在1000L反应釜中加入二甲基硅氧烷100Kg，二异丙烯氧基二甲基硅烷3Kg，步骤1所制得的离子液催化剂5Kg，在50℃，反应5小时后，冷却至室温条件下，再经蒸馏，提纯产物去除未反应单体，得到产品。编号M-1。
实施例2：
（1）离子液催化剂的制备：
在500L反应釜中，加入氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑50Kg，3-[[3,5-双(三氟甲基)苯基]氨基]-4-[[(2S)-2-吡咯烷甲基]氨基]-3-环丁烯-1,2-二酮0.005Kg，0.01 Kg的芴甲氧羰酰琥珀酰亚胺，室温下浸泡20h，过滤，烘干，制得离子液催化剂。
（2）合成反应：在1000L反应釜中加入二甲基硅氧烷100Kg，二异丙烯氧基二甲基硅烷1Kg，步骤1所制得的离子液催化剂1Kg，在20℃，反应1小时后，冷却至室温条件下，再经蒸馏，提纯产物去除未反应单体，得到产品。产品编号M-2。
实施例3：
（1）离子液催化剂的制备：
在500L反应釜中，加入氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑50Kg，3-[[3,5-双(三氟甲基)苯基]氨基]-4-[[(2S)-2-吡咯烷甲基]氨基]-3-环丁烯-1,2-二酮0.025Kg，0.1 Kg的芴甲氧羰酰琥珀酰亚胺，室温下浸泡70h，过滤，烘干，制得离子液催化剂。
（2）合成反应：在1000L反应釜中加入二甲基硅氧烷100Kg，二异丙烯氧基二甲基硅烷5Kg，步骤1所制得的离子液催化剂10Kg，在70℃，反应8小时后，冷却至室温条件下，再经蒸馏，提纯产物去除未反应单体，得到产品。产品编号M-3。
比较例1：步骤1中不加入3-[[3,5-双(三氟甲基)苯基]氨基]-4-[[(2S)-2-吡咯烷甲基]氨基]-3-环丁烯-1,2-二酮，其它同实施例1。所得产品编号为M-4。
比较例2：步骤1中不加入芴甲氧羰酰琥珀酰亚胺，其它同实施例1。所得产品编号为M-5。
比较例2：二异丙烯氧基二甲基硅烷不加入，其它同实施例1。所得产品编号为M-6。
比较例3：离子液催化剂不加入，使用5Kg氢氧化钾作为催化剂，其它同实施例1。所得产品编号为M-7。
比较例4：离子液催化剂为反复3次使用回收液，其它同实施例1。所得产品编号为M-8。
实施例4：
将加入实施例1-3以及对比例1-3的有机硅阻燃剂加量5wt%,应用于制板材的聚碳酸酯组合物中，按ANST/UL94-1985检测阻燃性能。
表1不同工艺做出的试验样品阻燃性能的比较
| 编号 | 阻燃性能UL94（1.6mm） |
| M-1 | V-0 |
| M-2 | V-0 |
| M-3 | V-0 |
| M-4 | V-1 |
| M-5 | V-1 |
| M-6 | V-0 |
| M-7 | V-1 |
| M-8 | V-0 |
| 未添加阻燃剂聚碳酸酯 | V-2 |
由表1可知：有机硅阻燃剂加量5wt%,对聚碳酸酯的阻燃剂的提高非常显著，UL94（1.6mm）可以达到V-0级。
Claims (3)
1.一种用于聚碳酸酯的有机硅阻燃剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：在反应釜中加入二甲基硅氧烷，二异丙烯氧基二甲基硅烷，离子液催化剂，加入重量比=100:1-5：1-10进行反应，产物再经蒸馏，提纯产物去除未反应单体，得到产品；
所述离子液催化剂制备方法为：
按重量份，将100份氢氧化1-丁基-3-甲基咪唑， 0.01-0.05份的3-[[3,5-双(三氟甲基)苯基]氨基]-4-[[(2S)-2-吡咯烷甲基]氨基]-3-环丁烯-1,2-二酮， 0.01-0.1份的芴甲氧羰酰琥珀酰亚胺，室温下浸泡20-60h，过滤，烘干，制得复合催化剂。
2.权利要求1所述的一种用于聚碳酸酯的有机硅阻燃剂的制备方法，其特征在于所述合成反应温度为20～70℃。
3.权利要求1所述的一种用于聚碳酸酯的有机硅阻燃剂的制备方法，其特征在于所述合成反应时间1-8小时。
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