CN109642029A - 阻燃树脂组合物 - Google Patents

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Abstract

一种阻燃树脂，其包括至少一种期望阻燃能力的树脂和在与该树脂的掺和物中作为阻燃剂和/或化学键合例如接枝到所述树脂的至少一种含三芳基硅的化合物(I)。

Description

阻燃树脂组合物
相关申请的交叉引用
本申请要求美国临时专利申请序列号62/355,093(其于2016年6月27日提交)和62/452,582(其于2017年1月31日提交)的35U.S.C.§120权益，其全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本发明涉及有机硅、和更具体地涉及特别地作为用于聚合物的阻燃剂可用的含三芳基硅的化合物，和涉及期望阻燃能力的树脂组合物。
背景技术
对于树脂(固体聚合物)的很多应用，要求对火焰点燃的有效抵抗性。对于具体的(特定的)聚合物为了提高多种阻燃性质并满足工业或政府的阻燃性标准，在聚合物反应性阻燃剂的情形中通常将阻燃添加剂(有机的和无机的)与其掺和和/或将阻燃添加剂化学键合于其。有机阻燃剂例如卤化阻燃剂(特别地溴化阻燃剂)和含磷阻燃剂被认为对于该意图是有效的。
无机阻燃剂是另一类已知阻燃剂。通常，为了实现相同水平的阻燃性，要求无机阻燃剂(例如氢氧化铝、二氧化钛、炭黑、氧化锌、三氧化锑等)的装载量(loading)比卤化阻燃剂的装载量高。然而，无机阻燃剂的高装载量可负面地影响基础(母体)聚合物的光学和机械性质。在包含有机磷阻燃化合物例如磷酸三苯酯(TPP)的阻燃树脂组合物的情形中，燃烧可趋于产生相对高水平的烟(烟雾)。
在很多应用例如头盔、防弹玻璃等中，模塑(成型)树脂如聚碳酸酯在多个使用温度(包括低温)下的光学透明性是重要的功能要求。然而，无机阻燃剂的加入经常使主体树脂的透明性降低。
聚二甲基硅氧烷是对于聚碳酸酯受欢迎的一类阻燃剂，因为燃烧产物比卤化阻燃剂的燃烧产物毒性较小。由于所述聚碳酸酯和所述有机硅在相容性上的差异，在聚碳酸酯中掺入有机硅阻燃剂可使光学透明性降低并且使聚碳酸酯-有机硅阻燃剂的共混物的雾度增大。
因此，对于如下改善的阻燃树脂组合物存在需求：其产生比由常规的或以其它方式已知的阻燃树脂组合物(如含有机卤素的或基于磷的阻燃化合物的那些)产生的燃烧产物毒性更小的燃烧产物，同时提供与已知的包含无机阻燃化合物的阻燃树脂组合物的光学和/或机械性质相比改善的光学和/或机械性质。
发明内容
按照本发明，提供一种阻燃树脂组合物，其包括(a)至少一种不包含三芳基甲硅烷氧基即Ar3SiO-基团(其中各Ar独立地为约6-约20个碳原子的未取代的芳基)的树脂，和(b)通式(I)的至少一种含三芳基硅的化合物：
其中各Ar独立地为约6-约20个碳原子的未取代的芳基、或约6-约20个碳原子的取代的芳基；R2和R3各自独立地为1-约8个碳原子的一价烃基团；各R1独立地为任选地含有一个或多个杂原子、特别地1-约20个氧、硫、硅和/或氮原子、和甚至更特别地1-约10氧原子的1-约45个碳原子、更特别地2-约30个碳原子、甚至更特别地2-约20个碳原子、和最特别地2-约12个碳原子的二价的饱和或不饱和的烃基团，或者化学键；G为氢，羟基，1-约45个碳原子的无环有机基团，3-约20个碳原子的环状有机基团，无环或环状含硅有机基团例如无环或环状有机硅基团，三芳基甲硅烷氧基Ar3SiO-(其中Ar为如前面所定义的)如Ph3SiO-基团，式-SiR4 a(OR5)3-a的烷氧基甲硅烷基(其中R4在每次出现时独立地为1-约12个碳原子、更特别地1-4个碳原子、和甚至更特别地1或2个碳原子的一价烃基团，R5在每次出现时独立地为任选地含有一个或多个杂原子的1-约50个碳原子的一价烃基团，下标a为0-2，和任选地，当下标a为0或1时，两个R5基团通过共价键能键合在一起而形成环化的烷氧基甲硅烷基)，或源自期望阻燃能力的树脂的聚合物部分，G具有等于下标n的化合价(valence)；下标m为0-约50、更特别地0-约20、和甚至更特别地0-约8，条件是在下标m为0的情况下，R1为氧原子并且G包含键合到R1基团的至少一个硅原子；和，下标n为1-约50、更特别地1-约10、和甚至更特别地1-约6。
进一步按照本发明，在含三芳基硅的化合物(I)中,各Ar独立地为约6-约20个碳原子的未取代的芳基、或约6-约20个碳原子的取代的芳基；R2和R3各自独立地为1-约8个碳原子的一价烃基团；各R1独立地为1-约45个碳原子、更特别地2-约30个碳原子、甚至更特别地2-约20个碳原子、和最特别地2-约12个碳原子的二价的饱和或不饱和的烃基团，其任选地含有一个或多个杂原子、特别地1-约20个氧、硫和/或氮原子、和甚至更特别地1-约10氧原子；和，
G选自：
(a)通式(II)的环状有机硅：
其中：
R2和R3各自独立地为包含1-约8个碳原子、更特别地1-约6个碳原子、和甚至更特别地1-4个碳原子的一价烃自由基；下标q为1-约6的整数和更特别地1或2，下标x为0-约8、更特别地1-约6的整数、和甚至更特别地1-3；和，下标y为1-约8、更特别地1-约6、和甚至更特别地1-3的整数：受到以下限制：下标n的值＝y；
(b)通式(III)的无环有机硅基团：
MbM*cDdD*eTfT*gQhAiBjCk (III)
其中：
M＝R4R5R6SiO1/2,
M*＝R4R*R6SiO1/2
D＝R7R8SiO2/2,
D*＝R7R*SiO2/2
T＝R9SiO3/2,
T*＝R*SiO3/2,
Q＝SiO4/2,
A＝O1/2Si(R10)(R11)R12Si(R13)(R14)O1/2
B＝O1/2Si(R15)(R16)R17Si(R18)O2/2
C＝O1/2Si(R19)(R20)R21SiO3/2
其中：
R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R13、R14、R15、R16、R18、R19和R20各自独立地选自OR22，和任选地包含至少一个杂原子如O、N或S的包含1-约20个碳原子、更特别地1-约12个碳原子、和甚至更特别地1-约6个碳原子的一价烃自由基，约6-约10个碳原子的芳族基团，和羟基；R12、R17和R21各自独立地为1-约8个碳原子、和更特别地1-4个碳原子的二价烃基团；R22为1-约20个碳原子、更特别地1-约12个碳原子、和甚至更特别地1-约6个碳原子的一价烃；R*为1-约8个碳原子、更特别地1-约6个碳原子、和甚至更特别地1-4个碳原子的二价烃，其中R*的化合价之一键合到R1；和，下标b、c、d、e、f、g、h、i、j和k为零或正数，受到以下限制：b+c+d+e+f+g+h+i+j<1000、更特别地<750、甚至更特别地<500、和最特别地<100，其中b+c+d+e+f+g+h+i+j的所述范围的任一者的下端点为1、2、3、5、10、12、20、50或60的任意一者或多者，条件是c+e+g≥1、更特别地c+e+g≥2、和甚至更特别地c+e+g≥3，其中这样的c+e+g范围的上端点为4、5、8、10、12、20、50、60或100的任一者；
(c)烷氧基甲硅烷基–R*SiR4 a(OR5)3-a，其中R*在每次出现时为1-约8个碳原子、更特别地1-约6个碳原子、和甚至更特别地1-4个碳原子的二价烃，其中R*的化合价之一键合到R1且R4在每次出现时独立地为甲基、乙基、丙基或异丙基，R5在每次出现时独立地为1-约50个碳原子、更特别地1-约12个碳原子、甚至更特别地1-4个碳原子、和还甚至更特别地1或2个碳原子的一价烃基团，其任选地含有一个或多个杂原子、特别地1-20个氧原子、硫原子和/或氮原子；且a为0或1，或其中两个R5基团通过共价键键合在一起的环化的烷氧基甲硅烷基，G具有等于下标n的化合价；下标m为0-约50、更特别地0-约20、和甚至更特别地0-约8，条件是，在下标m为0的情况下，R1不为化学键且G包含至少一个硅原子；和，下标n为1-约50、更特别地1-约10、和甚至更特别地1-约6；条件是当m为0时，各R1独立地为1-约45个碳原子、更特别地2-约30个碳原子、甚至更特别地2-约20个碳原子、和最特别地2-约12个碳原子的二价的饱和或不饱和的烃基团，其任选地含有一个或多个杂原子、特别地1-约20个氧、硫和/或氮原子、和甚至更特别地1-约10个氧原子；和，
(d)源自期望阻燃能力的树脂的聚合物部分；和，
下标m为1-约50、更特别地2-约20、甚至更特别地2-约8、和最特别地1的整数，条件是在m为1的情况下G为聚合物部分(d)。
甚至进一步按照本发明，在含三芳基硅的化合物(I)中，各Ar独立地为约6-约20个碳原子的未取代的芳基、或约6-约20个碳原子的取代的芳基；R2和R3各自独立地选自1-约8个碳原子的一价烃基团；各R1独立地为任选地含有一个或多个杂原子的1-约45个碳原子的二价的饱和或不饱和的烃基团、或化学键；G为羟基、三芳基甲硅烷氧基、通式-SiR4 a(OR5)3-a的烷氧基甲硅烷基(其中R4和R5在每次出现时独立地为1-约12个碳原子的一价烃基团且下标a为0-2，或在下标a为0或1的情况下由其获得的环化的烷氧基甲硅烷基)、或聚合物部分，G具有等于下标n的化合价，且下标m和n各自独立地为1-约50。
还甚至进一步按照本发明，在含三芳基硅的化合物(I)中，各Ar独立地为约6-约20个碳原子的未取代的芳基、或约6-约20个碳原子的取代的芳基；R2和R3各自独立地选自1-约8个碳原子的一价烃基团；各R1为化学键；G为化合价为1的三芳基甲硅烷氧基；和，下标m在每次出现时独立地为0-约50。
在不希望受到限制的情况下，在本文中的阻燃树脂的燃烧的早期，甲硅烷基自由基被认为在从含三芳基硅的阻燃添加剂(I)释放芳基之后形成。然后，这些甲硅烷基自由基变得可用于交联主体树脂/树脂共混物。在燃烧期间，含三芳基硅的化合物(I)还可在所述树脂表面处形成如下烧焦阻挡物(charbarrier)：其起到减少火焰的辐射热和减少燃烧产物扩散到燃烧区中的效果，这两个效果均起到阻碍火焰蔓延的作用。
从美国专利No.9,422,315获知很多种含三芳基硅的化合物(I)及其制备，该美国专利的全部内容通过引用并入本文中。在美国专利No.9,422,315中公开了这些化合物作为用于个人护理组合物的添加剂，它们高的折射率赋予所述个人护理组合物改善的光彩(luster)和光泽。在美国专利No.9,422,315中完全没有谈到在其中公开的三芳基有机硅作为可用的阻燃添加剂用于阻燃树脂。
进一步按照本发明，提供新颖的通式(Ia)的含三芳基硅的化合物：
其中各Ar独立地为约6-约20个碳原子的未取代的芳基、或约6-约20个碳原子的取代的芳基；R2和R3各自独立地选自1-约8个碳原子的一价烃基团；各R1独立地为任选地含有一个或多个杂原子的1-约45个碳原子的二价的饱和或不饱和的烃基团、或化学键；G为具有等于下标n的化合价的有机基团，下标a为0-2，且下标m和n各自独立地为1-约50，条件是
(i)当m等于1且R1为1-约45个碳原子的二价的饱和或不饱和的烃基团时，则G为烷氧基甲硅烷基–SiR4 a(OR5)3-a，或者其中在存在两个R5基团时两个R5基团通过共价键键合在一起的环化的烷氧基甲硅烷基，其中R4在每次出现时独立地为1-约12个碳原子的一价烃基团；R5在每次出现时独立地为1-约50个碳原子的一价烃，源自具有超过约30个碳原子且选自聚碳酸酯、聚缩醛、聚酯、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯乙烯、聚氨酯、聚异氰脲酸酯、聚环氧化物、酚醛树脂、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙交酯、聚烯烃、苯乙烯-乙烯-丁烯-丁烯(STEBS)共聚物、丙烯酸类、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)三元共聚物、苯乙烯丙烯腈(SAN)橡胶、缩醛、聚咪唑、聚四氟乙烯(TPFE)、聚氯乙烯(PVC)和聚偏二氯乙烯的树脂的有机基团，其中R5基团的碳原子键合到–OR5基团的氧原子，和
(ii)当m为2-约50时，则G选自：
(a)具有至多约45个碳原子的线型或支化的无环有机基团、或3-约20个碳原子的环状有机基团，两者均为任选地包含杂原子、羰基、酯基团、酰胺基团或羟基的至少一个且具有1-约25、更特别地1-约15、和甚至更特别地1-约6的化合价的饱和或不饱和的烃自由基，服从如下要求：该有机基团的化合价等于下标n的值；
(b)通式(II)的环状有机硅：
其中：
R2和R3各自独立地为包含1-约8个碳原子、更特别地1-约6个碳原子、和甚至更特别地1-4个碳原子的一价烃自由基；下标q为1-约6的整数和更特别地2或3，下标x为0-约8、更特别地1-约6、和甚至更特别地1-3，且下标y为1-约8、更特别地1-约6、和甚至更特别地1-3的整数，服从如下要求：下标n的值＝y；
(c)通式(III)的无环有机硅基团：
MbM*cDdD*eTfT*gQhAiBjCk (III)
其中：
M＝R4R5R6SiO1/2,
M*＝R4R*R6SiO1/2
D＝R7R8SiO2/2,
D*＝R7R*SiO2/2
T＝R9SiO3/2,
T*＝R*SiO3/2,
Q＝SiO4/2,
A＝O1/2Si(R10)(R11)R12Si(R13)(R14)O1/2
B＝O1/2Si(R15)(R16)R17Si(R18)O2/2
C＝O1/2Si(R19)(R20)R21SiO3/2
其中：
R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R13、R14、R15、R16、R18、R19和R20各自独立地选自OR22，和任选地包含至少一个杂原子如O、N或S的包含1-约20个碳原子、更特别地1-约12个碳原子、和甚至更特别地1-约6个碳原子的一价烃自由基，6-10个碳原子的芳族基团，和羟基；R12、R17和R21各自独立地为1-约8个碳原子、和更特别地1-4个碳原子的二价烃基团；R22为1-约20个碳原子、更特别地1-约12个碳原子、和甚至更特别地1-约6个碳原子的一价烃基团；R*为1-约8个碳原子、更特别地1-约6个碳原子、和甚至更特别地1-4个碳原子的二价烃，其中R*的化合价之一键合到R1；和，下标b、c、d、e、f、g、h、i、j和k为零或正数，服从如下要求：b+c+d+e+f+g+h+i+j+k<1000、更特别地<750、甚至更特别地<500、和最特别地<100，其中所述b+c+d+e+f+g+h+i+j+k的范围的任一个的下端点为1、2、3、5、10、12、20、50或60的任意一者或多者，条件是c+e+g≥1、更特别地c+e+g≥2、和甚至更特别地c+e+g≥3，其中这样的c+e+g范围的上端点为4、5、8、10、12、20、50、60或100的任一者；
(d)烷氧基甲硅烷基–R*SiR4 a(OR5)3-a，或者其中在存在两个R5基团时两个R5基团通过共价键键合在一起的环化的烷氧基甲硅烷基，其中R*为1-约8个碳原子、更特别地1-约6个碳原子、和甚至更特别地1-4个碳原子的二价烃，R*的化合价之一键合到R1；R4在每次出现时独立地为1-约12个碳原子的一价烃基团、更特别地甲基、乙基、丙基或异丙基；R5在每次出现时独立地为1-约50个碳原子、更特别地1-12个碳原子、甚至更特别地1-4个碳原子、和还更特别地1-2个碳原子的一价烃，源自具有超过30个碳原子且选自聚碳酸酯、聚缩醛、聚酯、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯乙烯、聚氨酯、聚异氰脲酸酯、聚环氧化物、酚醛树脂、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙交酯、聚烯烃、苯乙烯-乙烯-丁烯-丁烯(STEBS)共聚物、丙烯酸类、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)三元共聚物、苯乙烯丙烯腈(SAN)橡胶、缩醛、聚咪唑、聚四氟乙烯(TPFE)、聚氯乙烯(PVC)和聚偏二氯乙烯、和更特别地聚碳酸酯的树脂的有机基团，其中R5基团的碳原子键合到–OR5基团的氧原子；和，
(e)源自期望阻燃能力的树脂的聚合物部分。
具体实施方式
措辞“阻燃树脂组合物”在本文中将理解成意指不包含三芳基甲硅烷氧基且期望阻燃能力的至少一种挤出的、模塑的、铸造的和/或压延的热塑性、热固性或弹性体树脂，这样的树脂或树脂混合物包含以与其的物理掺和物的形式和/或化学键合到其的至少一种阻燃添加剂。
术语“聚合物”和“树脂”在本文中可互换地使用并且指的是这样的材料：其为通过五个以上的相同结合单元的化合而形成的大分子，所述结合单元为单体且以本体形式的结合单元在环境温度下为固体(相对于液体或可流动性而言)。
措辞“化学掺入的”和“化学键合的”当它们应用到阻燃化合物和它的主体树脂的关系时联想到如下任何这样的关系：阻燃化合物接合(依附，attach)到主体树脂的结构并且不只是以与其的物理掺和物的形式。
除了在工作实施例之外或在另外指明的情况下，说明书和权利要求书中述及的表达材料的量、反应条件、持续时间、材料的定量性质等的所有数字应理解成在所有情况下被术语“约”所修饰。
将理解，本文中记载的任何数值范围包括该范围内的所有子范围和这样的范围或子范围的不同端点的任意组合，无论其记载于实施例或说明书的其它任何地方中。
在本文中还将理解，本发明的组分的任一个当通过说明书的实施例段落中详细说明的任何具体的上位概念(属，genus)或下位概念(种，species)进行描述时，可在一个实施方式中用来限定在说明书中其它地方关于该组分描述的范围的任意端点的替代的相应定义，且因此在一个非限制的实施方式中可用于代替在其它地方描述的这样的范围端点。
将进一步理解，作为属于结构上、组成上和/或功能上相关的化合物、材料或物质的组的在说明书中明确或隐含公开和/或在权利要求中记载的任何化合物、材料或物质包括该组的个体(单独的，individual)代表和其所有组合。
按照本公开，提到了刚好在首次接触、原位形成、共混、或与一种或多种其它物质、组分或成分混合之前的时刻现有的物质、组分或成分。在应用公知常识和相关领域中的人员(例如化学工作者(chemist))的普通技能的情况下，通过在如果按照本公开进行的接触、原位形成、共混、或混合操作过程期间的化学反应或转化，作为反应产物、所得的混合物等确认的物质、组分或成分可获取身份、性质、或特征。化学反应物或起始材料转化为化学产物或最终材料是连续演变的过程，其与它发生的速度无关。相应地，当这样的转化过程在进行中时，可存在起始和最终材料以及中间物种的混合物，所述中间物种取决于它们的动力学寿命通过本领域技术人员已知的现有分析技术可易于或难以检测。
在说明书或其权利要求中由化学名称或式所指的反应物和组分，不管以单数或复数的形式指出，都可确认为它们在与由化学名称或化学类型(例如另一种反应物或溶剂)所指的另一种物质相接触之前存在。在所得的混合物、溶液、或反应介质中发生的预先和/或过渡的化学变化、转化、或反应，如果有的话，可确认为中间物种、母料等，并且可具有区别于反应产物或最终材料的效用的效用。其它随后的变化、转化或反应可通过在遵从本公开要求的条件下使指定的反应物和/或组分聚集在一起实现。在这些其它随后的变化、转化或反应中，聚集在一起的反应物、成分或组分可确认或指明反应产物或最终材料。
在将本发明的产物描述为初始材料的反应产物中，提到所记载的初始物种，并且应指出，可向合成前体的初始混合物加入另外的材料。这些另外的材料可为反应性或非反应性的。本发明的限定特征为，反应产物通过使至少的列出的组分(如所公开的)反应获得。可向所述反应混合物加入非反应性组分以作为稀释剂或赋予与作为反应产物制备的组合物的性质无关的另外性质。因此，例如，可将粒状固体例如颜料在反应之前、期间或之后分散到反应混合物中以制备另外包括非反应性组分例如颜料的反应产物组合物。还可加入另外的反应性组分；这样的组分可与初始反应物反应或它们可与反应产物反应；词语“反应产物”旨在包括那些可能的结果(possibility)以及包括非反应性组分的加入。
如在本文中使用的，术语“烷基”意指饱和的直链或支链的一价烃基团。在一种优选的实施方式中，一价烷基选自每个基团1-6个碳原子的线型或支化的烷基，例如诸如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、2,2,4-三甲基戊基、己基等。
如在本文中使用的，术语“环烷基”意指饱和的环状一价烃基团。在一种优选的实施方式中，一价环烷基选自每个基团具有约5-约10个碳原子的环烷基，例如诸如环戊基、环己基、环癸基等。
如在本文中使用的，术语“烯基”意指直链或支链的一价烯属不饱和的烃基团(其特别地含有每个自由基2-4个碳原子)，例如诸如乙烯基、烯丙基、2-丙烯基和3-丁烯基。
措辞“二价烷基”、“二价烯基”、“二价炔基”和“二价芳基”是指二个氢原子已经被除去的指定的烃化合物。
如在本文中使用的，“Ar”意指芳基且包括例如苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、并苯基(naphthalenyl)、蒽基、菲基等。
A.期望阻燃能力的树脂
不包含三芳基甲硅烷氧基的、期望阻燃能力的任何树脂(“主体树脂”)，例如将要赋予其阻燃性的热塑性、热固性和弹性体(包括橡胶)的树脂的任一种和这样的树脂的共混物。
含三芳基硅的化合物(I)可加入到其或与其组合作为阻燃剂的主体树脂在不加限制的情况下包括聚碳酸酯、聚缩醛、聚酯、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯乙烯、聚氨酯、聚异氰脲酸酯、聚环氧化物、酚醛树脂、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙交酯、聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯)、热塑性弹性体例如但不限于苯乙烯-乙烯-丁烯-丁烯(STEBS)共聚物、丙烯酸类、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)三元共聚物、苯乙烯丙烯腈(SAN)橡胶、缩醛、聚咪唑、聚四氟乙烯(TPFE)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯等，以及它们的混合物如共混物。在聚碳酸酯或含聚碳酸酯的树脂共混物中掺入含三芳基硅的化合物(I)作为阻燃剂是尤其有利的。
使用任何常规的或以其它方式已知的技术可在选择的主体树脂中掺入含三芳基硅的化合物(I)。在树脂和含三芳基硅的化合物(I)的相容性可能成问题的情况下，按照已知且常规的实践在所述组合物中可包括增容剂。在热塑性树脂为芳族类型的情况下，由于这样的树脂和含三芳基硅的化合物(I)的典型相容的本性而一般可省掉增容剂的使用。
B.阻燃树脂组合物
本文中的阻燃树脂组合物包括不包含三芳基甲硅烷氧基官能团且期望阻燃能力的至少一种树脂(如以上列举的)、和在与其掺和物中的至少一种含三芳基硅的化合物(I)。至少一种含三芳基硅的化合物(I)在掺入它的主体树脂或与其组合的过程期间可经历与所述树脂的化学反应以形成化学键合到所述树脂的不同的含三芳基硅的化合物(I)，从而形成源自所述树脂的含三芳基硅的化合物(I)。
在一个非限制性实施方式中，在含三芳基硅的化合物(I)中，各Ar为苯基。
在另一非限制性实施方式中，所述含三芳基硅的化合物(I)中的各R1独立地为至多约45个碳原子、更特别地至多约30个碳原子、和甚至更特别地至多约12个碳原子的二价烷基、烯基、炔基或芳基，它们任选地包含1-约20个氧、硫和/或氮原子、和更特别地1-约10个氧原子。
在另一非限制性实施方式中，G为含硅基团、更特别地三芳基甲硅烷基(Ar3Si-)基团、和甚至更特别地三苯基甲硅烷基(Ph3Si-)基团，其中下标m如前面所定义且下标n等于1。
在又一非限制性实施方式中，G为氢原子，1-约8个碳原子、更特别地2-约8个碳原子、和甚至更加最特别地4-约6个碳原子的无环有机基团，一般结构-SiR4 a(OR5)3-a的烷氧基甲硅烷基，其中R4和R5在每次出现时独立地为甲基、乙基、丙基或异丙基且下标a为0或1，下标m为1-约8的整数且下标n为1-约8的整数。
在甚至另一非限制性实施方式中，含三芳基硅的化合物(I)为例如其中G选自如下的本文中所述的化合物：
(a)具有至多约45个碳原子的线型或支化的无环有机基团、或3-约20个碳原子的环状有机基团，两者均为饱和或不饱和的烃自由基且任选地包含杂原子、羰基、酯基团、酰胺基团或羟基的至少一个、并且具有1-约25、更特别地1-约15、和甚至更特别地1-约6的化合价，服从如下要求：该有机基团的化合价等于下标n的值；
(b)通式(II)的环状有机硅：
其中：
R2和R3各自独立地为包含1-约8个碳原子、更特别地1-约6个碳原子、和甚至更特别地1-4个碳原子的一价烃自由基；下标q为1-约6的整数、和更特别地2或3，下标x为0-约8、更特别地1-约6、和甚至更特别地1-3，且下标y为1-约8、更特别地1-约6、和甚至更特别地1-3的整数，服从如下要求：下标n的值＝y；
(c)通式(III)的无环有机硅基团：
MbM*cDdD*eTfT*gQhAiBjCk (III)
其中：
M＝R4R5R6SiO1/2,
M*＝R4R*R6SiO1/2
D＝R7R8SiO2/2,
D*＝R7R*SiO2/2
T＝R9SiO3/2,
T*＝R*SiO3/2,
Q＝SiO4/2,
A＝O1/2Si(R10)(R11)R12Si(R13)(R14)O1/2
B＝O1/2Si(R15)(R16)R17Si(R18)O2/2
C＝O1/2Si(R19)(R20)R21SiO3/2
其中：
R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R13、R14、R15、R16、R18、R19和R20各自独立地选自OR22，和任选地包含至少一个杂原子如O、N或S的包含1-约20个碳原子、更特别地1-约12个碳原子、和甚至更特别地1-约6个碳原子的一价烃自由基，6-10个碳原子的芳族基团，和羟基；R12、R17和R21各自独立地为1-约8个碳原子、和更特别地1-4个碳原子的二价烃基团；R22为1-约20个碳原子、更特别地1-约12个碳原子、和甚至更特别地1-约6个碳原子的一价烃基团；R*为1-约8个碳原子、更特别地1-约6个碳原子、和甚至更特别地1-4个碳原子的二价烃，其中R*的化合价之一键合到R1；和，下标b、c、d、e、f、g、h、i、j和k为的零或正数，服从如下要求：b+c+d+e+f+g+h+i+j+k<1000、更特别地<750、甚至更特别地<500、和最特别地<100，其中所述b+c+d+e+f+g+h+i+j+k范围的任一个的下端点为1、2、3、5、10、12、20、50或60的任意一者或多者，条件是c+e+g≥1、更特别地c+e+g≥2、和甚至更特别地c+e+g≥3，其中这样的c+e+g范围的上端点为4、5、8、10、12、20、50、60或100的任一者；
(d)烷氧基甲硅烷基–SiR4 a(OR5)3-a或其中两个R5基团通过共价键键合在一起的环化的烷氧基甲硅烷基，其中R4和R5在每次出现时独立地为甲基、乙基、丙基或异丙基且a为0或1；和，
(e)源自期望阻燃能力的树脂的聚合物部分。
在通式(I)的一个非限制性实施方式中，各R1独立地为2-约6个碳原子、更特别地2-4个碳原子、和甚至更特别地2或3个碳原子的二价烷基，例如非限制性实例的亚乙基、亚丙基和亚异丙基。
在通式(I)的一个非限制性实施方式中，各R1为例如2-4个碳原子的二价的不饱和烃基团、例如乙烯基，且G为将R1基团封端的氢原子。在另一非限制性实施方式中，R1为包含1-约6个碳原子、更特别地1-4个碳原子、和甚至更特别地1-3个碳原子的二价的饱和烃基团，且G为将R1基团封端的氢原子。
在通式(I)的另一非限制性实施方式中，R1为-CH2CH2-且G为-SiR4 a(OR5)3-a，其中R4和R5在每次出现时独立地为甲基、乙基、丙基或异丙基、优选地乙基，且a为0或1。
在式(I)的另一非限制性实施方式中，式(I)中G的定义中的含硅基团为2-约20个硅原子、更特别地2-18个硅原子、甚至更特别地2-约12个硅原子、和最特别地2-约8个硅原子、例如在某些非限制性实施方式中2、3或4个硅原子的含硅基团。
在含三芳基硅的化合物(I)的另一非限制性实施方式中，各Ar为苯基，即通式(Ib)的含三苯基硅的化合物：
其中基团R1、R2、R3和G及整数m和n为如前面所定义的。
在本文中的另一非限制性实施方式中，含三苯基硅的化合物(I)为通式(Ic)：
其中R2和R3各自独立地为如前面所定义的，和更特别地R2和R3各自独立地为1-3个碳原子的烷基。
三苯基有机硅(Ic)可使用自由基催化剂按照在本领域中本身熟知的工序(procedure)以如下方式接枝到适宜的树脂如聚烯烃上：赋予所述树脂阻燃性。在这样的接枝工序的一个具体的非限制性实施方式中，将其中R2和R3各自为甲基的含三苯基硅的化合物(Ib)即三苯基有机硅1,1-二甲基-3,3,3-三苯基-1-乙烯基二硅氧烷接枝到聚乙烯上，如下所示的：
在本文中的其它实施方式中，在含三苯基硅的化合物(Ib)中，当G为在前的通式(III)的无环有机硅基团时，下标b、c、d、e、f和g为如前面所定义的且下标i+j+k之和≥1、更特别地≥2、和甚至更特别地≥3，其具有例如5、6、8、10、12、15、20、50等的上端点。
含三苯基硅的化合物(Ia)的一些具体实施方式为具有选自如下的结构的个体化合物或化合物的混合物：
其中x为2且y为2，
其中x为1且y为3，其中y为4，
其中R2、R3和R4各自独立地为1-约6个碳原子的一价烃基团。
在前述结构式的一个非限制性实施方式中，下标m为1-约8、更特别地2-约8、和甚至更特别地1-4的整数。
在前述式的另一非限制性实施方式中，R2和R3各自为甲基。
在本文中的又一非限制性实施方式中，含三苯基硅的化合物(Ia)为如下式：
其中R1、R2、R3和R5为如前面所定义的。在前述的含三苯基硅的化合物(Ia)的一个具体的非限制性实施方式中，R2和R3各自为甲基、R1为-CH2CH2-且各R5为乙基，即如下的化合物1,1-二甲基-3,3,3-三苯基-1-(2-三乙氧基硅烷基-乙基)-二硅氧烷(TPTES-1)；当R1为–CH(CH3)-时，所述化合物为如下的1,1-二甲基-3,3,3-三苯基-1-(1-三乙氧基硅烷基-乙基)-二硅氧烷(TPTES-2)：
TPTES可与二醇例如2-甲基戊烷1,3-二醇进行反应而产生环化的衍生物2-[2-(1,1-二甲基-3,3,3-三苯基-二硅氧烷基)-乙基]-2-乙氧基-4-乙基-5-甲基-[1,3,2]二氧杂硅杂环己烷(TPMES)，如下所示的：
TPTES和TPMES均适于与聚合物和缩合催化剂(如锡盐，其包括二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、酸、碱等)共混且随后在烷氧基水解之后在这样的催化剂和湿气的存在下进行交联、随后使所得的水解的产物缩聚。该交联将提供受限的所得的聚合物共混物的流动、提高的阻燃性、更好的热稳定性和改善的机械性质。
在一个实施方式中，所述阻燃树脂组合物包括：
(a)至少一种不包含三芳基甲硅烷氧基的树脂；
(b)通式(I)的至少一种含三芳基硅的化合物：
其中各Ar独立地为约6-约20个碳原子的未取代的芳基、或约6-约20个碳原子的取代的芳基；R2和R3各自独立地为1-约8个碳原子的一价烃基团；各R1独立地为1-约45个碳原子的二价的饱和或不饱和的烃基团，其任选地含有一个或多个杂原子；G为烷氧基甲硅烷基–SiR4 a(OR5)3-a，或者其中在存在两个R5基团时两个R5基团通过共价键键合在一起的环化的烷氧基甲硅烷基，其中R4在每次出现时独立地为1-约12个碳原子的一价烃基团；R5在每次出现时独立地为1-约50个碳原子的一价烃，源自具有超过30个碳原子且选自聚碳酸酯、聚缩醛、聚酯、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯乙烯、聚氨酯、聚异氰脲酸酯、聚环氧化物、酚醛树脂、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙交酯、聚烯烃、苯乙烯-乙烯-丁烯-丁烯(STEBS)共聚物、丙烯酸类、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)三元共聚物、苯乙烯丙烯腈(SAN)橡胶、缩醛、聚咪唑、聚四氟乙烯(TPFE)、聚氯乙烯(PVC)和聚偏二氯乙烯的树脂的有机基团，其中R5基团的碳原子键合到–OR5基团的氧原子；下标m为1-约50且下标n为1；和，
(c)至少一种缩合催化剂，如二月桂酸二丁基锡、二月桂酸二辛基锡、酸、碱等。
式(I)的含三芳基硅的化合物的很多种可按照记载于美国专利No.9,422,315中的方法制备，该美国专利的内容通过引用以其整体并入本文中，且其改型对本领域技术人员将是显而易见的。式(I)的其它含三芳基硅的化合物可按照下文中所述的方法制备，且其改型对本领域技术人员也将是显而易见的。
含三苯基二甲基有机硅的化合物(I)的合成可通过线型或环状含硅氢化物和烯丙基或乙烯基官能的含三苯基硅的化合物的氢化硅烷化(hydrosilylation)、或通过甲硅烷基氢化物(硅烷，silyl hydride)官能的含三苯基硅的化合物(I)和烯丙基或乙烯基官能的烃的氢化硅烷化而实施。所述氢化硅烷化可在基于贵金属的硅氢化催化剂例如但不限于基于铂、钌、钯或铑的催化剂的存在下实施。所述反应可在存在或不存在有机溶剂的情况下实现。
用于制备式(I)的含三芳基硅的化合物的合成工序的具体实施方式如下：线型含硅氢化物和1,1,1-三苯基-3,3-二甲基-3-乙烯基二硅氧烷的氢化硅烷化
线型含硅氢化物和1,1,1-三苯基-3,3-二甲基-3-乙烯基二硅氧烷在氢化硅烷化催化剂的存在下进行反应。任选地可使用非质子溶剂例如甲苯。反应混合物的温度为室温至约120℃、更特别地约40℃至约90℃。所述反应为放热的并且伴有温度升高。取决于反应温度，反应时间可在约1至约48小时、更特别地约3至约8小时变化，所述反应在Si-H峰从反应混合物的红外光谱消失时被视为完全的。当使用非质子溶剂时，可任选地在减压(真空)下通过汽提或蒸馏除去溶剂以提供基本上不含溶剂的产物。
环状含硅氢化物和1,1,1-三苯基-3,3-二甲基-3-乙烯基二硅氧烷的氢化硅烷化
将环状含硅氢化物和1,1,1-三苯基-3,3-二甲基-3-乙烯基二硅氧烷在氢化硅烷化催化剂的存在下反应。任选地可使用非质子溶剂例如甲苯。反应混合物的温度为室温至约120℃、更特别地约40℃至约90℃。所述反应为放热的并且产生温度陡升。反应时间为1-约48小时、更特别地3-8小时，所述反应在Si-H峰从反应混合物的红外光谱消失时被视为完全的。当使用非质子溶剂时，任选地在减压(真空)下通过汽提或蒸馏可除去所述溶剂以提供基本上不含溶剂的产物。
线型含硅氢化物和1,1,1-三苯基-3,3-二甲基-3-烯丙基二硅氧烷的氢化硅烷化
将线型含硅氢化物和1,1,1-三苯基-3,3-二甲基-3-烯丙基二硅氧烷在氢化硅烷化催化剂的存在下反应。可任选地使用非质子溶剂例如甲苯。反应混合物的温度为室温至约120℃、更特别地约40℃至约90℃。所述反应为放热的并且导致温度陡升。反应时间为1-约48小时、更特别地3-8小时，所述反应在Si-H峰从反应混合物的红外光谱消失的情况下被视为完全的。当使用非质子溶剂时，任选地在减压(真空)下通过汽提或蒸馏可除去所述溶剂以提供基本上不含溶剂的产物。
环状含硅氢化物和1,1,1-三苯基-3,3-二甲基-3-烯丙基二硅氧烷的氢化硅烷化
将环状含硅氢化物和1,1,1-三苯基-3,3-二甲基-3-烯丙基二硅氧烷在氢化硅烷化催化剂的存在下反应。可任选地使用非质子溶剂例如甲苯。反应混合物的温度为室温至约120℃、更特别地约40℃至约90℃。所述反应为放热的并且导致温度陡升。反应时间为1-约48小时、更特别地3-8小时，所述反应在Si-H峰从反应混合物的红外光谱消失时被视为完全的。当使用非质子溶剂时，任选地在减压(真空)下通过汽提或蒸馏可除去所述溶剂以提供基本上不含溶剂的产物。
在前述的制备工序的一个实施方式中，1,1,1-三苯基-3,3-二烷基-3-烯基二硅氧烷通过使三苯基硅烷醇与1,1,3,3-四烷基-1,3-二烯基二硅氮烷和/或烯基二烷基卤代硅烷进行反应而获得，其中烷基的每一个和所述烷基中碳原子的范围为例如本文中描述的那些，如甲基，和其中烯基和所述烯基中碳原子的范围为例如本文中描述的那些，如乙烯基。
在本文中的另一实施方式中，提供制造含三芳基硅的化合物(I)的方法，其包括使其中烷基和烯基分别为例如甲基和亚甲基的1,1,1-三苯基-3,3-二烷基-3-烯基二硅氧烷与含甲硅烷基氢化物的化合物进行反应以产生1,1,1-三苯基-3,3-二烷基-3-[(含硅基团)亚烷基]二硅氧烷。
在本文中的另一实施方式中，所述试剂可为包含一个或多个甲硅烷基氢化物官能基团的任意含三芳基硅的化合物(I)，例如如下的一个或多个：
其中x为2且y为2，
其中x为1且y为3，
其中x为0且y为4，
其中R2、R3和R4各自独立地为包含至多约6个碳原子、更特别地至多4个碳原子的一价烃基团、和最特别地为甲基或乙基，并且下标具有前面限定的值的任一个。
在又一实施方式中，提供制造含三芳基硅的化合物(I)的方法，其包括使1,1,1-三苯基-3,3-二烷基-3-氢基二硅氧烷(1,1,1-triphenyl-3,3-dialkyl-3-hydridedisiloxane)与包含2-约10个碳原子的烯基化合物(例如线型烯基化合物、更特别地包含4-约10个碳原子、甚至更特别地4-约8个碳原子、或在另一实施方式中6-约8个碳原子且在一个实施方式中在一端处末端不饱和的、和在另一实施方式中在两端处末端不饱和的烯基化合物)进行反应。在一个非限制性实施方式中，所述烯基化合物为1-辛烯和在另一实施方式中1,7-辛二烯。
用于制造含三芳基硅的化合物(I)的方法可使用非质子溶剂，如苯、甲苯、二甲苯等，及其混合物。在本文中的一个实施方式中，溶剂的量可在约10-约90、更特别地约20-约70、和甚至更特别地约30-约60重量百分比的范围内，基于反应物的总重量。在使用溶剂的情况下，如下是优选的：在将所述产物含三芳基硅的化合物(I)掺入到其主体树脂中之前，通过例如减压蒸馏将所述溶剂大部分地或完全地除去。
如下也在本发明的范围内：在含三芳基硅的化合物(I)的制备中按已知且常规的量使用催化剂如氢化硅烷化催化剂，例如基于铂的催化剂(具体地Karstedt催化剂)、或基于钌的催化剂。
在一个实施方式中，使三苯基硅烷醇与1,1,3,3-四烷基-1,3-二烯基二硅氮烷和/或烯基二烷基卤代硅烷反应以制造1,1,1-三苯基-3,3-二烷基-3-烯基二硅氧烷的方法包括，使三苯基硅烷醇与1,1,3,3-四烷基-1,3-二烯基二硅氮烷和/或烯基二烷基卤代硅烷按约1：0.5至约1：10、更特别地约1：0.5至约1：5、和甚至更特别地约1：0.5至约1：2的三苯基硅烷醇对1,1,3,3-四烷基-1,3-二烯基二硅氮烷和/或烯基二烷基卤代硅烷的总摩尔量的摩尔比进行反应。
在一个实施方式中，在1,1,3,3-四烷基-1,3-二烯基二硅氮烷和烯基二烷基卤代硅烷的组合中1,1,3,3-四烷基-1,3-二烯基二硅氮烷的量可在0-约100摩尔百分比、特别地1-约100摩尔百分比、更特别地约10-约90摩尔百分比、和最特别地约20-约80摩尔百分比的范围内。
在一个实施方式中，所述方法可包括，使三苯基硅烷醇只与1,1,3,3-四烷基-1,3-二烯基二硅氮烷或只与烯基二烷基卤代硅烷且按如下三苯基硅烷醇对二烯基二硅氮烷或烯基二烷基卤代硅烷的摩尔比进行反应，该摩尔比对应于上述使三苯基硅烷醇与1,1,3,3-四烷基-1,3-二烯基二硅氮烷和/或烯基二烷基卤代硅烷反应描述的那些。
在另一其它实施方式中，使1,1,1-三苯基-3,3-二烷基-3-烯基二硅氧烷与含甲硅烷基氢化物的化合物反应以产生包含至少一个有机硅部分的有机硅化合物的方法包括，按约100：1至约1：1、更特别地约50：1至约1：1、和甚至更特别地约10：1至约1：1的相对于含甲硅烷基氢化物的化合物的氢原子的摩尔比使用1,1,1-三苯基-3,3-二烷基-3-烯基二硅氧烷。
在又一实施方式中，提供通过使其中m为1的含三芳基硅的化合物(I)与环状聚硅氧烷例如诸如1,1,3,3,5,5,7,7-八甲基四硅氧烷、或与环状聚硅氧烷例如诸如羟基封端的聚二甲基硅氧烷在平衡(equilibration)催化剂例如强酸或强碱(其实例包括硫酸、酸离子交换树脂、硅醇钾化合物(K-催化剂)或硅醇铵化合物(N-催化剂))的存在下平衡制造其中m为m为2-50的含三芳基硅的化合物(I)的方法。所述反应可在从环境温度至升高的温度下实施。其中m为1的含三芳基硅的化合物(I)对环状或无环聚硅氧烷的摩尔比通过待掺入到所述含三芳基硅的化合物(I)中的–OSi(R2)(R3)重复基团的数量而测定。
在本文中的一个具体实施方式中，本文中描述的制备方法可在约0℃至约200℃、更特别地约25℃至约150℃、和甚至更特别地约50℃至约120℃的温度下并且在约0.001至约5大气压、更特别地约0.07至约3大气压、和甚至更特别地约0.15至约2大气压的压力下进行。
在本文中的一个具体实施方式中，本文中描述的方法可进行约1分钟至约48小时、更特别地约10分钟至约24小时、和甚至更特别地约30分钟至约10小时期间。
在本文中将理解，“R”基团、基团G、下标和其它变量的定义在方法实施方式中可具有和这些变量在组合物实施方式中具有的定义相同的定义。
为了将含三芳基硅的化合物(I)与主体树脂进行组合，可采用按照本发明将阻燃剂引入到主体树脂中以提供阻燃树脂的常规的或以其它方式已知的工序的任一种，如机械方法例如粉末共混、本体混合、挤出、辊磨(roll milling)等，和将含三芳基硅的化合物(I)接合到其主体树脂(例如前面提到的那些的任一种)的化学方法。
如本领域技术人员将容易认识到的，必须与主体树脂组合和/或化学接合到其以赋予其显著的阻燃性的含三芳基硅的化合物(I)的量，取决于主体树脂的本性、具体的含三芳基硅的化合物(I)和是否可使用其它阻燃添加剂，可在宽的限度上变化，这样的量在具体情形中使用常规实验测试而测定。对于大部分树脂，含三芳基硅的化合物(I)的阻燃有效的量可在约0.1-约60、更特别地约0.25-约30、和甚至更特别地约0.5-约10重量百分比内变化，基于不包含三芳基甲硅烷氧基官能团的树脂的总重量。
除了含三芳基硅的化合物(I)之外，阻燃树脂组合物还可包含至少一种常规的或以其它方式已知的阻燃添加剂，其非限制性实例包括卤化阻燃剂例如芳族多溴化化合物，基于磷的阻燃剂如磷酸酯例如磷酸三苯酯、烷基化的芳族磷酸酯(例如磷酸甲苯基酯、或者丁基化的或丙基化的磷酸苯酯)，磷酸-膦酸酯(phosphate-phosponate ester)和卤化磷酸酯例如(三双氯丙基)磷酸酯，无机阻燃剂例如氧化铝三水合物、氢氧化镁、纳米粘土、滑石、二氧化硅，防滴剂例如聚四氟乙烯(PTFE)、二苯基砜磺酸盐(sulfunate)的钾盐等，及其混合物。含三芳基硅的化合物(I)可以宽泛变化的量存在于与一种或多种前述或其它已知的阻燃添加剂的掺和物中，如基于含三芳基硅的化合物(I)和其它已知的阻燃添加剂的总重量约10-约80、和更特别地约10-约50重量百分比。
以下实施例举例说明但不限制本发明的范围。
实施例1：S1的制备
在75℃下经30分钟期间向800克(2.89摩尔)三苯基硅烷醇于1200克甲苯的搅拌的溶液中加入269克(1.45摩尔)1,1,3,3-四甲基-1,3-二乙烯基二硅氮烷和88克(0.73摩尔)乙烯基二甲基氯硅烷的混合物。在完全加入之后，将混合物在75℃下搅拌另外3小时以使反应完全，且然后冷却到室温。将甲苯溶液中的硅氧烷用1500ml水洗涤2次。最终分离提供pH非常接近中性的水层。然后将甲苯溶液加热到130℃并且在减压下汽提以除去甲苯，留下984克(理论上94％)透明无色的产物，其具有1.564的在25℃下测量的折射率和40厘斯托克斯(cSt)的粘度的。该产物通过1H-NMR和29Si-NMR分析被确认为S-1(1,1-二甲基-3,3,3-三苯基-3,3-1-乙烯基二硅氧烷)。
实施例2：有机硅H-1的制备
将5克(0.014摩尔)1,1,1-三苯基-3,3-二甲基二硅氧烷经过10分钟期间加入到5克(0.014摩尔)实施例1中制备的S-1和10克甲苯及在Karstedt的美国专利No.3,775,452中记载的铂催化剂(即，使用与2,4,6,8-四乙烯基-2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷的铂酸盐(2-)、六氯-、二氢、(OC-6-11)-反应产物)的搅拌的混合物，以提供基于S-1和含甲硅烷基氢化物的化合物1,1,1-三苯基-3,3-二甲基二硅氧烷的总量5ppm的Pt催化剂(加热到60℃)。在所述加入期间观察到放热到约80℃。在完全加入之后，将所述混合物在80℃搅拌另外1小时以使氢化硅烷化反应完全。然后将甲苯溶液加热到120℃并且在减压下汽提以除去甲苯，留下9克(理论上94％)白色结晶产物，其具有1.536的在50％甲苯溶液中在25℃测量的折射率和95-99℃的熔点。该产物通过1H-NMR分析被确认为H-1。
实施例3：有机硅H-2的制备
除了如下之外实施与实施例2类似的工序：使用2克(0.003摩尔)具有通式[HSiMe2O0.5]8[SiO2]的含甲硅烷基氢化物的化合物和7.8克(0.022摩尔)S-1。获得了9.0克(理论上92％)微浊产物，其具有1.556的在25℃测量的折射率和17,000cP的粘度。该产物通过1H-NMR分析被确认为H-2。
实施例4：有机硅H-3的制备
除了如下之外实施与实施例2类似的工序：使用40克(0.12摩尔)具有式PhSi-[OSiMe2H]3(其中Ph为苯基且Me为甲基)的氢硅氧烷，133克(0.37摩尔)S-1，150克甲苯。获得了160克(92％理论上)微浊产物，其具有1.558的在25℃测量的折射率和4,400cP的粘度。该产物通过1H-NMR分析被确认为H-3。
实施例5：有机硅H-4的制备
除了如下之外实施与实施例2类似的工序：4.4克(0.013摩尔)具有式Ph2Si[OSiMe2H]2(其中Ph为苯基且Me为甲基)的含甲硅烷基氢化物的化合物和10克(0.028摩尔)S-1。获得了13.5克(94％理论上)白色结晶产物，其具有1.528的在50％甲苯溶液中在25℃测量的折射率和60-65℃的熔点。该产物通过1H-NMR分析被确认为H-4。
实施例6：有机硅H-5的制备
除了如下之外实施与实施例2类似的工序：使用43克(0.16摩尔)2,2,4,4,6,8-六甲基环四硅氧烷、121.5克(0.34摩尔)S-1和150克甲苯。获得了160克(理论上97％)透明无色的产物，其具有1.539的在25℃测量的折射率和1,900cP的粘度。该产物通过1H-NMR分析被确认为H-5。
实施例7：有机硅H-6的制备
除了如下之外实施与实施例2类似的工序：使用30克(0.12摩尔)2,2,4,6,8-五甲基环四硅氧烷、133.9克(0.37摩尔)S-1和150克甲苯。获得了156克(理论上95％)透明无色的产物，其具有1.555的在25℃测量的折射率和12,900cP的粘度。该产物通过1H-NMR分析被确认为H-6。
实施例8：有机硅H-7的制备
除了如下之外实施与实施例2类似的工序：使用23克(0.10摩尔)2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷、144.8克(0.40摩尔)S-1和150克甲苯。获得了160克(理论上95％)透明无色的产物，其具有1.565的在25℃测量的折射率和56,900cP的粘度。该产物通过1H-NMR分析被确认为H-7。
实施例9：有机硅H-8的制备
除了如下之外实施与实施例2类似的工序：使用50克(0.23摩尔)1,1,1,3,5,5,5-七甲基三硅氧烷作为氢硅氧烷、85克(0.24摩尔)S-1、130克甲苯。获得了128克(理论上95％)透明无色的产物，其具有1.507的在25℃下测量的折射率和47cSt的粘度。该产物通过1H-NMR分析被确认为H-8。
实施例10：有机硅H-9的制备
除了如下之外实施与实施例2类似的工序：使用20克(0.15摩尔)1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、113克(0.31摩尔)S-1和130克甲苯。获得了126克(理论上95％)透明无色的产物，其具有1.554的在25℃测量的折射率和350cP的粘度。该产物通过1H-NMR分析被确认为H-9。
S-1和H-1至H9的物理性质在下表1中列出：
表1：物理性质数据
*低粘度产物的粘度使用Cannon-Fenske粘度计测量且以厘斯托克斯(cSt)记录。
其余产物的粘度使用型号：VSA-L的Vismetron粘度计测量且以厘泊记录。
**折射率测量使用Abbe折射计、采用50％甲苯溶液进行。
实施例11：有机硅H-10的制备
将在2克甲苯溶液中的2克(0.006摩尔)1,1,1-三苯基-3,3-二甲基二硅氧烷经过5分钟期间加入到1克(0.009摩尔)1-辛烯、5克甲苯和如在美国专利No.3,775,452中公开的铂催化剂(与2,4,6,8-四乙烯基-2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷的铂酸盐(2-)、六氯-、二氢、(OC-6-11)-反应产物)的搅拌混合物，以提供在70℃的基于1-辛烯和1,1,1-三苯基-3,3-二甲基二硅氧烷的总量5ppm的Pt催化剂。在所述加入期间观察到放热到约75℃。在完全加入之后，将混合物在75℃下搅拌另外6小时以使氢化硅烷化反应完全。然后将甲苯溶液加热到120℃且在减压下汽提以除去甲苯和过量的1-辛烯，留下2.4克(理论上90％)透明的浅黄色产物，其具有1.536的在25℃测量的折射率和40cP的粘度。该产物通过1H-NMR分析被确认为H-10。
实施例12：TPTES-1、TPTES-2、H-1的制备
将40.82克S-1(99％)和36μl含有1重量％铂的Karstedt催化剂溶解在安装有回流冷凝器和滴液漏斗的干燥的3-颈圆底(烧瓶)中。在室温下以30分钟的总时间向不断搅拌的溶液滴加18.24克三乙氧基硅烷(TES，98％)。使反应温度升至50℃持续1小时的时间、和随后升至70℃持续另外1小时的时间。然后将反应混合物在不断搅拌的情况下加热到100℃再持续一小时。三乙氧基硅烷的完全消耗通过在等份样品(aliquot)的FTIR光谱中不存在2200cm-1处的与Si-H相关的峰而确认。产物被确认为1,1-二甲基-3,3,3-三苯基-1-(2-三乙氧基硅烷基-乙基)-二硅氧烷(TPTES-1)、1,1-二甲基-3,3,3-三苯基-1-(1-三乙氧基硅烷基-乙基)-二硅氧烷(TPTES-2)和H-1。这些产物统称为TPTES。发现，H-1的浓度在很大程度上取决于TES的加入方法。在以上所述的方法中，TPTES-1和TPTES的浓度为97％且H-1为0.6％，其通过GC和GC-MS测定。使用13C NMR计算的TPTES-1对TPTES-2的比率为88.3：11.7。然而，当将TES在80℃的温度下以40分钟的总时间滴加且继续1小时的总时间时，TPTES-1和TPTES的浓度为94％且H-1为3％，其通过GC和GC-MS测定。
在另一合成中，在安装有回流冷凝器和滴液漏斗的干燥的3-颈圆底(烧瓶)中使46.2克S-1和40μl含有1重量％铂的Karstedt催化剂溶解。在室温下以30分钟的总时间向不断搅拌的溶液滴加20.97克三乙氧基硅烷。使反应温度升至50℃持续30分钟的时间、和随后升至90℃持续另外30分钟的时间。然后将反应混合物在不断搅拌的情况下加热到130℃持续5小时，产生浅色产物。三乙氧基硅烷的完全消耗通过在等份样品的FTIR光谱中不存在于2200cm-1处的与Si-H相关的峰而确认。
实施例13：有机硅H-11的制备
将在5克甲苯溶液中的5克(0.015摩尔)1,1,1-三苯基-3,3-二甲基二硅氧烷经过10分钟期间加入到0.82克(0.007摩尔)1,7-辛二烯、5克甲苯和由Karstedt的美国专利No.3,775,452所说明的铂催化剂(与2,4,6,8-四乙烯基-2,4,6,8-四甲基环四硅氧烷的铂酸盐(2-)、六氯-、二氢、(OC-6-11)-反应产物)的搅拌的混合物，以提供基于1,7-辛二烯和1,1,1-三苯基-3,3-二甲基二硅氧烷(在70℃下)的总量10ppm的Pt催化剂。在所述加入期间观察到放热至约73℃。在完全加入之后，将混合物在90℃下搅拌另外24小时以使氢化硅烷化反应完全。然后将甲苯溶液加热到120℃且在减压下汽提以除去甲苯，留下5.4克(理论上93％)透明的浅黄色产物，其具有1.565的在25℃测量的折射率和1100cP的粘度。该产物通过1H-NMR分析被确认为H-11。
实施例14：三苯基二甲基二硅氧烷作为侧链的有机硅的制备
将摩尔过量的环状有机硅氢化物D4′与1,1-二甲基-3,3,3-三苯基-1-乙烯基-二硅氧烷在Karstedt催化剂的存在下在氮气下氢化硅烷化以提供有机硅TP-D4。在如通过1HNMR中亚甲基和次甲基质子的消失所指示的氢化硅烷化完全后，通过汽提除去过量的D4′。合成方案于下：
接着，使TP-D4与八甲基环四硅氧烷和1,1,1,3,3,3-六甲基-二硅氧烷在催化剂例如Purolite CT275的存在下平衡。该平衡产生甲基末端官能的三苯基二甲基二硅氧烷作为侧链的有机硅，如在以下方案中所述的：
实施例15：三苯基二甲基二硅氧烷封端且作为侧链的有机硅的制备
通过采用以下反应方案制造三苯基二甲基二硅氧烷末端封闭(封端)且作为侧链的有机硅：
实施例16：TP-MM-TP的制备
TP-MM-TP根据以下方案合成：
实施例18.三苯基二甲基二硅氧烷封端且作为侧链的有机硅的制备
替代地，将3,3-二甲基-1,1,1-三苯基-二硅氧烷与1,3,5,7-四乙烯基-1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷进行氢化硅烷化并且然后使其在八甲基环四硅氧烷和TP-MM-TP的存在下平衡。
实施例19：氢化物官能的聚二甲基硅氧烷共聚物的制备
将4.45克1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(M′M′)、16.72克1,3,5,7-四甲基环四硅氧烷、8.84克八甲基环四硅氧烷装入在安装有回流冷凝器的干燥的3-颈圆底烧瓶中。加入0.3克Purolite CT275(用于平衡步骤的催化剂)并且在氮气下在室温下搅拌过夜。接着，将反应混合物在70℃的温度下加热且在氮气下搅拌14小时。在(反应)完全之后，将反应混合物在室温下冷却且通过过滤除去催化剂。产物的固体含量和产率分别为85％和86％。制造所述氢化物官能的有机硅的合成方案于下：
实施例20：包含三苯基二甲基二硅氧烷的聚二甲基硅氧烷共聚物(TPPDMS)的制备
在干燥的3-颈圆底烧瓶中将12克实施例19的氢化物官能的聚二甲基硅氧烷共聚物、49.98克1,1-二甲基-3,3,3-三苯基-1-乙烯基-二硅氧烷加入和在氮气下搅拌。生成的混合物为混浊的。接着，将70微升Karstedt催化剂在不断搅拌的情况下在室温下加入到所述混合物。反应温度由于反应放热而升至80℃并且生成的溶液变为透明的。在于80℃下1小时之后，将反应温度升至100℃并且继续12小时直至在2200cm-1处的Si-H峰从FTIR光谱消失。
实施例21：聚碳酸酯阻燃混合物
该实施例说明1,1-二甲基-3,3,3-三苯基-3,3-1-乙烯基二硅氧烷(TPDS)、H7和TPTES与聚碳酸酯的共混。使用两种纯的聚碳酸酯，聚碳酸酯-1(LEXAN 121，SABICInnovative Plastics)和聚碳酸酯-2(LEXAN 940A，SABIC Innovative Plastics)。所得共混物的物理性质和它们的阻燃性质提供于下。
使用微挤出机和微注射模具实施TPDS、H7和TPTES与聚碳酸酯的共混。包括3-(苯基磺酰基)苯磺酸钾(KSS)作为表2中所述的降滴剂(减滴剂，drip reducing agent)。按照UL-94V 20mm垂直着火测试程序实施阻燃测试。
下表2A和2B列出为提供测试样板(plaque)而与聚碳酸酯共混的阻燃树脂配制剂的组成。在使用之前将聚碳酸酯通过在120℃加热4小时进行干燥。
表2A：阻燃树脂配制剂
表2B：阻燃树脂配制剂
a F-2400，溴化环氧聚合物，来自ICL Industrial Products
b Sb2O3，来自Aldridge
c Fyroflex Sol DP，来自ICL Industrial Products
d Nofia C06000，聚磷酸酯-共-碳酸酯，来自FRX Polymers
e Bayowet C4，来自Lanxess
使用来自Xplore Instruments的微挤出机将干的聚碳酸酯和TPPDMS的预共混的混合物挤出。微挤出机在供给区、混合区和模头区的温度概况(分布，profile)分别为250℃、330℃和330℃。微挤出机包括接合到所述模头的再循环阀。当打开再循环阀时，熔融的聚合物被迫使通过连接到所述供给区的经加热的通道。通过将再循环阀开启一段时间，熔融的聚合物可在微挤出机的供给区和模头区之间循环，提供更好的组分混合。一旦实现期望量的混合和反应，就可关掉再循环阀，容许熔融的聚合物作为单股线料(strand)从模具冒出。转移装置和注射模具分别设定在335℃和80℃的温度下。使用微注射模具的转移装置收集来自微挤出机的聚合物熔体并且将熔融的聚合物转移到多个注射模具。使用127mm x13mm x 1.65mm样板用于UL 94V测试。
使用来自BYK的Haze Gard按照ASTM D1003测试程序评价3mm、2mm和1mm厚的聚碳酸酯样板的光学透明性和雾度，结果(％透明度和％雾度)列在下表3中：
表3：光学透明性和雾度测试的结果
根据UL-94V 20mm垂直着火测试程序实施有机硅共混的聚碳酸酯复合物的阻燃测试。通过注塑制造长度125mm、宽度13mm、厚度1.65mm的矩形聚碳酸酯样板。所述样板在测试之前在23℃温度和50％相对湿度下调理(condition)最少48小时。所述测试的结果列在表4中：
表4：阻燃测试的结果
在另一组实验中，将TPTES以5重量％的装载量与一系列聚合物例如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(不透明的，30％玻璃粒子作为增强剂)、聚甲基丙烯酸甲酯(透明的，Mw＝120,000)、聚苯乙烯(透明的，Mw＝35,000)、聚(苯乙烯-共-丙烯腈)(透明的，Mw＝165,000，丙烯腈＝25重量％)、聚酰胺(Trogamid CX7323、透明的)、聚醚酰亚胺(透明的，在337℃/6.6kg下的熔融指数＝9g/10分钟)和聚砜(透明的，Mw＝35,000，Mn＝16,000)进行共混并且评价经共混的样板的光学透明性和阻燃性。记录这样的样板在1.6mm样板厚度下的光学性质。将纯聚合物和纯聚合物/TPTES共混物的透明度差记为ΔT。将纯聚合物/TPTES共混物和纯聚合物的雾度差记为ΔH。结果表明，5重量％TPTES的加入对聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚(苯乙烯-共-丙烯腈)、聚酰胺和聚砜的光学性质不存在负面影响。所得的透明样板的ΔT和ΔH值列在下表中。
表5.光学透明性和雾度测试的结果
聚合物 ΔT ΔH
聚丙烯 4.9 -1.2
聚甲基丙烯酸甲酯 -0.9 -0.3
聚(苯乙烯-共-丙烯腈) -0.5 -0.8
聚酰胺 0.8 16.2
聚砜 3.4 6.7
实施例22：1,1,1-三苯基-3,3-二甲基-3-羟基二硅氧烷(TPDHDS)和1,1,1,5,5,5-六苯基-3,3-二甲基三硅氧烷(HPDTS)的混合物的制备
制备1,1,1-三苯基-3,3-二甲基-3-羟基二硅氧烷(TPDHDS)和1,1,1,5,5,5-六苯基-3,3-二甲基三硅氧烷(HPDTS)的混合物。
将80克(0.29摩尔)三苯基硅烷醇、25.1克(0.32摩尔)吡啶和40克甲苯的溶液经过30分钟期间加入到在8℃下的37.4克(0.29摩尔)二甲基二氯硅烷在170克甲苯中的搅拌的溶液。在所述加入期间观察到放热到约30℃。在完全加入之后，将混合物在30℃以下搅拌另外2小时，随后加入100ml水以引发水解。将反应混合物在环境温度下搅拌1小时。将甲苯溶液中的硅氧烷用500ml水洗涤两次。最终分离提供pH非常接近于中性的水层。然后将甲苯溶液加热到130℃并且在减压下汽提以除去甲苯，留下90克具有71～85℃熔点的白色固体产物。所述产物通过1H-NMR和29Si-NMR分析被确认为1,1,1-三苯基-3,3-二甲基-3-羟基二硅氧烷(TPDHDS)(85重量％)和1,1,1,5,5,5-六苯基-3,3-二甲基三硅氧烷(HPDTS)(15重量％)的混合物。
实施例19：1,1,1-三苯基-3,3,3-三甲基二硅氧烷(TPTDS)的制备
将116克(0.72摩尔)1,1,1,3,3,3-六甲基二硅氮烷和39克(0.36摩尔)三甲基氯硅烷的混合物经过20分钟期间加入到330克(1.19摩尔)三苯基硅烷醇在500克甲苯中在75℃下搅拌的溶液。在完全加入之后，将混合物在75℃下搅拌另外3小时以使反应完全，随后冷却到环境温度。将甲苯溶液中的硅氧烷用600ml水洗涤两次。最终分离提供pH非常接近于中性的水层。然后将甲苯溶液加热到130℃并且在减压下汽提以除去甲苯，留下372克(理论上89.7％)具有n25/D＝1.558和50～52℃熔点的白色固体产物。所述产物通过1H-NMR分析被确认为1,1,1-三苯基-3,3,3-三甲基二硅氧烷(TPTDS)。
实施例23：1,1,1,3-四苯基-3,3-二甲基二硅氧烷(TPDMDS)的制备。
制备了1,1,1,3-四苯基-3,3-二甲基二硅氧烷(TPDMDS)。
将50克(0.29摩尔)氯二甲基苯基硅烷经过20分钟期间加入到77克(0.28摩尔)三苯基硅烷醇、25.5克(0.32摩尔)吡啶和110克甲苯在3℃下搅拌的溶液。在所述加入期间观察到放热到约20℃。在完全加入之后，将反应混合物在环境温度下搅拌另外2小时。将甲苯溶液中的硅氧烷用500ml水洗涤两次。最终分离提供pH非常接近于中性的水层。然后将甲苯溶液加热到130℃并且在减压下汽提以除去甲苯，留下100克(87.2％理论上)具有n25/D＝1.586和44～49℃熔点的白色固体产物。所述产物通过1H-NMR分析被确认为1,1,1,3-四苯基-3,3-二甲基二硅氧烷(TPDMDS)。
实施例24：1,1,1,3,3,3-六苯基二硅氧烷(HPDS)的制备
制备了1,1,1,3,3,3-六苯基二硅氧烷(HPDS)。
将11克三乙胺加入到30克(0.11摩尔)三苯基硅烷醇在90克甲苯中的搅拌的溶液。将溶液加热到约110℃并且在甲苯回流下搅拌3小时。将反应溶液冷却到环境温度，在此期间观察到白色固体的沉淀。将白色固体过滤并且在150℃下干燥1小时以除去甲苯，留下10克(理论上34.4％)具有210℃熔点的白色固体产物。所述产物通过1H-NMR和29Si-NMR分析被确认为1,1,1,3,3,3-六苯基二硅氧烷(HPDS)。
尽管参考某些实施方式已经对本发明进行描述，但是本领域技术人员将理解可进行各种各样的改变并且对其元素可用等同物进行替代而不偏离本发明的范围。另外，为了使特定场景或材料适用于本发明的教导，可进行很多更改而不偏离其实质范围。因此，希望，本发明不受限于作为用于实施本发明联想到的最佳模式公开的具体实施方式，而是本发明将包括落在所附权利要求的范围内的所有实施方式。

Claims (35)

1.阻燃树脂组合物，其包括(a)至少一种不包含三芳基甲硅烷氧基的树脂和(b)通式(I)的至少一种含三芳基硅的化合物：
其中各Ar独立地为约6-约20个碳原子的未取代的芳基或约6-约20个碳原子的取代的芳基；R2和R3各自独立地为1-约8个碳原子的一价烃基团；各R1独立地为任选地含有一个或多个杂原子的1-约45个碳原子的二价的饱和或不饱和的烃基团、或化学键；G为氢，羟基，任选地含有一个或多个杂原子的1-约45个碳原子的无环有机基团、3-约20个碳原子的环状有机基团，1-约50个碳原子的无环或环状含硅有机基团，或源自期望阻燃能力的树脂的聚合物部分，G具有等于下标n的化合价；下标m为0-约50，前提是在下标m为0的情况下，R1为氧原子且G包含键合到R1基团的至少一个硅原子；和，下标n为1-约50。
2.如权利要求1所述的阻燃树脂组合物，其中，在所述含三芳基硅的化合物(I)中，各Ar独立地为6-约20个碳原子的未取代的芳基或6-约20个碳原子的取代的芳基；R2和R3各自独立地为1-约8个碳原子的一价烃基团；各R1独立地为2-约45个碳原子的二价的饱和或不饱和的烃基团；G为氢、1-约45个碳原子的无环有机基团、3-约20个碳原子的环状有机基团、聚合物部分、或者无环或环状有机硅基团，G具有等于下标n的化合价；和，下标m为1-约50的整数，下标n为1-约50的整数。
3.如权利要求1所述的阻燃树脂组合物，其中，在所述含三芳基硅的化合物(I)中，各Ar独立地为选自苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、并苯基、蒽基和菲基的芳基。
4.如权利要求1所述的阻燃树脂组合物，其中，在所述含三芳基硅的化合物(I)中，各Ar为苯基。
5.如权利要求1所述的阻燃树脂组合物，其中，在所述含三芳基硅的化合物(I)中，G不为聚合物部分且所述至少一种不包含三芳基甲硅烷氧基的树脂选自聚烯烃、聚碳酸酯、聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚苯乙烯、聚氨酯、聚异氰脲酸酯、聚环氧化物、酚醛树脂、ABS三元共聚物、SAN橡胶、聚醚醚酮聚合物及其混合物。
6.如权利要求5所述的阻燃树脂组合物，其中所述不包含三芳基甲硅烷氧基的树脂为聚碳酸酯或含聚碳酸酯的树脂共混物。
7.如权利要求1所述的阻燃树脂组合物，其中，在含三芳基硅的化合物(I)中，G为源自选自如下的树脂的聚合物部分：聚烯烃、聚碳酸酯、聚酯、聚酰亚胺、聚酰胺、聚苯乙烯、聚氨酯、聚异氰脲酸酯、聚环氧化物、酚醛树脂、ABS三元共聚物、SAN橡胶、聚醚醚酮聚合物、及其混合物。
8.如权利要求1所述的阻燃树脂组合物，其中，在所述含三芳基硅的化合物(I)中，各R1为1-约45个碳原子的二价烷基自由基。
9.如权利要求1所述的阻燃树脂组合物，其中，在所述含三芳基硅的化合物(I)中，G为式-SiR4 a(OR5)3-a的烷氧基甲硅烷基，其中R4在每次出现时独立地为1-约12个碳原子的一价烃基团，R5在每次出现时独立地为任选地含有一个或多个杂原子的1-约50个碳原子的一价烃基团，下标a为0-2和任选地，当下标a为0或1时，两个R5基团能通过共价键键合在一起而形成环化的烷氧基甲硅烷基。
10.如权利要求1所述的阻燃树脂组合物，其中所述含三芳基硅的化合物(I)为约0.1-约60重量百分比，基于不包含三芳基甲硅烷氧基官能团且期望阻燃能力的树脂、和所述含三芳基硅的化合物(I)的总重量。
11.如权利要求1所述的阻燃树脂组合物，其进一步包括不同于所述含三芳基硅的化合物(I)的至少一种阻燃化合物。
12.如权利要求5所述的阻燃树脂组合物，其中所述阻燃剂包括约10-约80重量百分比的含三芳基硅的化合物(I)，基于阻燃剂的总重量，所述阻燃剂的余量包括至少一种其它阻燃添加剂。
13.如权利要求1所述的阻燃树脂组合物，其中在所述含三芳基硅的化合物(I)中，下标m为1。
14.如权利要求1所述的阻燃树脂组合物，其中在所述含三芳基硅的化合物(I)中，下标m为2-约50。
15.如权利要求1所述的阻燃树脂组合物，其中在所述含三芳基硅的化合物(I)中，G选自：
(a)至多约45个碳原子的线型或支化的无环有机基团、或者3-约20个碳原子的环状有机基团，两者均为任选地包含杂原子、羰基、酯基团、酰胺基团或羟基的至少一个且具有1-约25的化合价的饱和或不饱和的烃自由基，受到以下限制：该有机基团的化合价等于下标n的值；
(b)通式(II)的环状有机硅：
其中：
R2和R3各自独立地为包含1-约8个碳原子的一价烃自由基；下标q为1-约6的整数，下标x为0-约8，且下标y为1-约8的整数，受到以下限制：下标n的值＝y；
(c)通式(III)的无环有机硅基团：
MbM*cDdD*eTfT*gQhAiBjCk (III)
其中：
M＝R4R5R6SiO1/2,
M*＝R4R*R6SiO1/2
D＝R7R8SiO2/2,
D*＝R7R*SiO2/2
T＝R9SiO3/2,
T*＝R*SiO3/2,
Q＝SiO4/2,
A＝O1/2Si(R10)(R11)R12Si(R13)(R14)O1/2
B＝O1/2Si(R15)(R16)R17Si(R18)O2/2
C＝O1/2Si(R19)(R20)R21SiO3/2
其中：
R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R13、R14、R15、R16、R18、R19和R20各自独立地选自-OR22，和任选地包含至少一个选自氧、氮和硫的杂原子的包含1-约20个碳原子的一价烃自由基，6-约10个碳原子的芳族基团，和羟基；R12、R17和R21各自独立地为1-约8个碳原子的二价烃基团；R22为1-约20个碳原子的一价烃，其中R*的化合价之一键合到R1，和下标b、c、d、e、f、g、h、i、j和k为零或正数，受到以下限制：b+c+d+e+f+g+h+i+j+k<1000、更特别地<750、甚至更特别地<500、和最特别地<100，其中b+c+d+e+f+g+h+i+j+k的所述范围的任一个的下端点为1、2、3、5、10、12、20、50或60的任意一者或多者，条件是c+e+g≥1、更特别地c+e+g≥2、和甚至更特别地c+e+g≥3，其中这样的c+e+g的范围的上端点为4、5、8、10、12、20、50、60或100的任一者；
(d)烷氧基甲硅烷基–SiR4 a(OR5)3-a、或其中两个R5基团通过共价键键合在一起的环化的烷氧基甲硅烷基，其中R4和R5在每次出现时独立地为甲基、乙基、丙基或异丙基，且a为0或1；和，
(e)聚合物部分。
16.如权利要求1所述的阻燃树脂组合物，其中在含三芳基硅的化合物(I)中，各R1独立地为包含1-约6个碳原子的二价烷基。
17.如权利要求1所述的阻燃树脂组合物，其中在含三芳基硅的化合物(I)中，R2和R3各自为甲基。
18.如权利要求1所述的阻燃树脂组合物，其中在含三芳基硅的化合物(I)中，R1为化学键且G为三芳基甲硅烷氧基。
19.如权利要求18所述的阻燃树脂组合物，其中所述含三芳基硅的化合物(I)为：
其中R2、R3和下标m为0-50。
20.如权利要求1所述的阻燃树脂组合物，其中，在所述含三芳基硅的化合物(I)中，R1为2-约12个碳原子的二价的不饱和烃基团，和G为氢或R1为化学键，m为1-50且G为羟基。
21.如权利要求1所述的阻燃树脂组合物，其中所述含三芳基硅的化合物(I)为选自如下的至少一种化合物：
22.如权利要求1所述的阻燃树脂组合物，其中所述含三芳基硅的化合物(I)选自：
23.如权利要求1所述的阻燃树脂组合物，其中所述含三芳基硅的化合物(I)具有通式(I)：
其中各Ar独立地为约6-约20个碳原子的未取代的芳基、或约6-约20个碳原子的取代的芳基；R2和R3各自独立地为1-约8个碳原子的一价烃基团；各R1独立地为任选地含有一个或多个杂原子的1-约45个碳原子的二价的饱和或不饱和的烃基团；G为烷氧基甲硅烷基-SiR4 a(OR5)3-a，或者其中在存在两个R5基团时两个R5基团通过共价键键合在一起的环化的烷氧基甲硅烷基，其中R4在每次出现时独立地为1-约12个碳原子的一价烃基团；R5在每次出现时独立地为1-约50个碳原子的一价烃，源自具有超过30个碳原子且选自聚碳酸酯、聚缩醛、聚酯、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯乙烯、聚氨酯、聚异氰脲酸酯、聚环氧化物、酚醛树脂、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙交酯、聚烯烃、苯乙烯-乙烯-丁烯-丁烯(STEBS)共聚物、丙烯酸类、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)三元共聚物、苯乙烯丙烯腈(SAN)橡胶、缩醛、聚咪唑、聚四氟乙烯(TPFE)、聚氯乙烯(PVC)和聚偏二氯乙烯的树脂的有机基团，其中R5基团的碳原子键合到–OR5基团的氧原子；下标m为1-约50且下标n为1。
24.如权利要求23所述的阻燃树脂组合物，其中所述组合物进一步包括缩合催化剂。
25.如权利要求24所述的阻燃树脂组合物，其中所述缩合催化剂为锡盐。
26.如权利要求1所述的阻燃树脂组合物，其中所述含三芳基硅的化合物(I)具有通式(I)：
其中各Ar独立地为约6-约20个碳原子的未取代的芳基、或约6-约20个碳原子的取代的芳基；R2和R3各自独立地选自1-约8个碳原子的一价烃基团；各R1独立地为任选地含有一个或多个杂原子的1-约45个碳原子的二价的饱和或不饱和的烃基团、或化学键；G为具有等于下标n的化合价的有机基团，下标a为0-2，且下标m和n各自独立地为1-约50，条件是
(iii)当m等于1且R1为1-约45个碳原子的二价的饱和或不饱和的烃基团时，则G为烷氧基甲硅烷基–SiR4 a(OR5)3-a，或者其中在存在两个R5基团时两个R5基团通过共价键键合在一起的环化的烷氧基甲硅烷基，其中R4在每次出现时独立地为1-约12个碳原子的一价烃基团；R5在每次出现时独立地为1-约50个碳原子的一价烃，源自具有超过30个碳原子且选自聚碳酸酯、聚缩醛、聚酯、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯乙烯、聚氨酯、聚异氰脲酸酯、聚环氧化物、酚醛树脂、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙交酯、聚烯烃、苯乙烯-乙烯-丁烯-丁烯(STEBS)共聚物、丙烯酸类、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)三元共聚物、苯乙烯丙烯腈(SAN)橡胶、缩醛、聚咪唑、聚四氟乙烯(TPFE)、聚氯乙烯(PVC)和聚偏二氯乙烯的树脂的有机基团，其中R5基团的碳原子键合到–OR5基团的氧原子，和
(iv)当m为2-50时，则G选自：
(a)具有至多约45个碳原子的线型或支化的无环有机基团、或者3-约20个碳原子的环状有机基团，两者均为饱和或不饱和的烃自由基且任选地包含杂原子、羰基、酯基团、酰胺基团或羟基的至少一个且具有1-约25、更特别地1-约15、和甚至更特别地1-约6的化合价，服从如下要求：所述有机基团的化合价等于下标n的值；
(b)通式(II)的环状有机硅：
其中：
R2和R3各自独立地为包含1-约8个碳原子、更特别地1-约6个碳原子、和甚至更特别地1-4个碳原子的一价烃自由基；下标q为1-约6、更特别地2或3的整数，下标x为0-约8、更特别地1-约6、和甚至更特别地1-3，和下标y为1-约8、更特别地1-约6、和甚至更特别地1-3的整数，服从如下要求：下标n的值＝y；
(c)通式(III)的无环有机硅基团：
MbM*cDdD*eTfT*gQhAiBjCk (III)
其中：
M＝R4R5R6SiO1/2,
M*＝R4R*R6SiO1/2
D＝R7R8SiO2/2,
D*＝R7R*SiO2/2
T＝R9SiO3/2,
T*＝R*SiO3/2,
Q＝SiO4/2,
A＝O1/2Si(R10)(R11)R12Si(R13)(R14)O1/2
B＝O1/2Si(R15)(R16)R17Si(R18)O2/2
C＝O1/2Si(R19)(R20)R21SiO3/2
其中：
R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R13、R14、R15、R16、R18、R19和R20各自独立地选自OR22，和任选地包含至少一个杂原子如O、N或S的包含1-约20个碳原子、更特别地1-约12个碳原子、和甚至更特别地1-约6个碳原子的一价烃自由基，6-10个碳原子的芳族基团，和羟基；R12、R17和R21各自独立地为1-约8个碳原子、和更特别地1-4个碳原子的二价烃基团；R22为1-约20个碳原子、更特别地1-约12个碳原子、和甚至更特别地1-约6个碳原子的一价烃基团；R*为1-约8个碳原子、更特别地1-约6个碳原子、和甚至更特别地1-4个碳原子的二价烃，其中R*的化合价之一键合到R1；和，下标b、c、d、e、f、g、h、i、j和k为零或正数，服从如下要求：b+c+d+e+f+g+h+i+j+k<1000、更特别地<750、甚至更特别地<500、和最特别地<100，其中b+c+d+e+f+g+h+i+j+k的所述范围的任一个的下端点为1、2、3、5、10、12、20、50或60的任意一者或多者，条件是c+e+g≥1、更特别地c+e+g≥2、和甚至更特别地c+e+g≥3，其中这样的c+e+g的范围的上端点为4、5、8、10、12、20、50、60或100的任一者；
(d)烷氧基甲硅烷基–R*SiR4 a(OR5)3-a，或者其中在存在两个R5基团时两个R5基团通过共价键键合在一起的环化的烷氧基甲硅烷基，其中R*在每次出现时为1-约8个碳原子的二价烃，R4独立地为1-约12个碳原子的一价烃基团；R5在每次出现时独立地为1-约50个碳原子的一价烃，源自具有超过30个碳原子且选自聚碳酸酯、聚缩醛、聚酯、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯乙烯、聚氨酯、聚异氰脲酸酯、聚环氧化物、酚醛树脂、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙交酯、聚烯烃、苯乙烯-乙烯-丁烯-丁烯(STEBS)共聚物、丙烯酸类、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)三元共聚物、苯乙烯丙烯腈(SAN)橡胶、缩醛、聚咪唑、聚四氟乙烯(TPFE)、聚氯乙烯(PVC)和聚偏二氯乙烯的树脂的有机基团，其中R5基团的碳原子键合到–OR5基团的氧原子；和
(e)聚合物部分。
27.通式(I)的含三芳基硅的化合物：
其中各Ar独立地为约6-约20个碳原子的未取代的芳基、或约6-约20个碳原子的取代的芳基；R2和R3各自独立地选自1-约8个碳原子的一价烃基团；各R1独立地为任选地含有一个或多个杂原子的1-约45个碳原子的二价的饱和或不饱和的烃基团，或者化学键；G为具有等于下标n的化合价的有机基团，下标a为0-2，且下标m和n各自独立地为1-约50，条件是
(i)当m等于1且R1为1-约45个碳原子的二价的饱和或不饱和的烃基团时，则G为烷氧基甲硅烷基–SiR4 a(OR5)3-a，或者其中在存在两个R5基团时两个R5基团通过共价键键合在一起的环化的烷氧基甲硅烷基，其中R4在每次出现时独立地为1-约12个碳原子的一价烃基团；R5在每次出现时独立地为1-约50个碳原子的一价烃，源自具有超过约30个碳原子且选自聚碳酸酯、聚缩醛、聚酯、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯乙烯、聚氨酯、聚异氰脲酸酯、聚环氧化物、酚醛树脂、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙交酯、聚烯烃、苯乙烯-乙烯-丁烯-丁烯(STEBS)共聚物、丙烯酸类、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)三元共聚物、苯乙烯丙烯腈(SAN)橡胶、缩醛、聚咪唑、聚四氟乙烯(TPFE)、聚氯乙烯(PVC)和聚偏二氯乙烯的树脂的有机基团，其中R5基团的碳原子键合到–OR5基团的氧原子，和
(ii)当m为2-约50时，G选自：
(a)具有至多约45个碳原子的线型或支化的无环有机基团、或者3-约20个碳原子的环状有机基团，两者均为任选地包含杂原子、羰基、酯基团、酰胺基团或羟基的至少一个且具有1-约25、更特别地1-约15、和甚至更特别地1-约6的化合价的饱和或不饱和的烃自由基，服从如下要求：所述有机基团的化合价等于下标n的值；
(b)通式(II)的环状有机硅：
其中：
R2和R3各自独立地为包含1-约8个碳原子、更特别地1-约6个碳原子、和甚至更特别地1-4个碳原子的一价烃自由基；下标q为1-约6、和更特别地2或3的整数，下标x为0-约8、更特别地1-约6、和甚至更特别地1-3，且下标y为1-约8、更特别地1-约6、和甚至更特别地1-3的整数，服从如下要求：下标n的值＝y；
(c)通式(III)的无环有机硅基团：
MbM*cDdD*eTfT*gQhAiBjCk (III)
其中：
M＝R4R5R6SiO1/2,
M*＝R4R*R6SiO1/2
D＝R7R8SiO2/2,
D*＝R7R*SiO2/2
T＝R9SiO3/2,
T*＝R*SiO3/2,
Q＝SiO4/2,
A＝O1/2Si(R10)(R11)R12Si(R13)(R14)O1/2
B＝O1/2Si(R15)(R16)R17Si(R18)O2/2
C＝O1/2Si(R19)(R20)R21SiO3/2
其中：
R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R13、R14、R15、R16、R18、R19和R20各自独立地选自OR22，和任选地包含至少一个杂原子如O、N或S的包含1-约20个碳原子、更特别地1-约12个碳原子、和甚至更特别地1-约6个碳原子的一价烃自由基，6-10个碳原子的芳族基团，和羟基；R12、R17和R21各自独立地为1-约8个碳原子、和更特别地1-4个碳原子的二价烃基团；R22为1-约20个碳原子、更特别地1-约12个碳原子、和甚至更特别地1-约6个碳原子的一价烃基团；R*为1-约8个碳原子、更特别地1-约6个碳原子、和甚至更特别地1-4个碳原子的二价烃，其中R*的化合价之一键合到R1；和，下标b、c、d、e、f、g、h、i、j和k为零或正数，服从如下要求：b+c+d+e+f+g+h+i+j+k<1000、更特别地<750、甚至更特别地<500、和最特别地<100，其中b+c+d+e+f+g+h+i+j+k的所述范围的任一个的下端点为1、2、3、5、10、12、20、50或60的任意一者或多者，条件是c+e+g≥1、更特别地c+e+g≥2、和甚至更特别地c+e+g≥3，其中这样的c+e+g的范围的上端点为4、5、8、10、12、20、50、60或100的任一个；
(d)烷氧基甲硅烷基–R*SiR4 a(OR5)3-a，或者其中在存在两个R5基团时两个R5基团通过共价键键合在一起的环化的烷氧基甲硅烷基，其中R*在每次出现时为1-约8个碳原子的二价烃，R4独立地为1-约12个碳原子的一价烃基团；R5在每次出现时独立地为1-约50个碳原子的一价烃，源自具有超过30个碳原子且选自聚碳酸酯、聚缩醛、聚酯、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯乙烯、聚氨酯、聚异氰脲酸酯、聚环氧化物、酚醛树脂、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙交酯、聚烯烃、苯乙烯-乙烯-丁烯-丁烯(STEBS)共聚物、丙烯酸类、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)三元共聚物、苯乙烯丙烯腈(SAN)橡胶、缩醛、聚咪唑、聚四氟乙烯(TPFE)、聚氯乙烯(PVC)和聚偏二氯乙烯的树脂的有机基团，其中R5基团的碳原子键合到–OR5基团的氧原子；和，
(e)聚合物部分。
28.如权利要求27所述的含三芳基硅的化合物(I)，其中各Ar独立地为选自苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、并苯基、蒽基和菲基的芳基。
29.如权利要求28所述的含三芳基硅的化合物(I)，其中各Ar为苯基。
30.如权利要求27所述的含三芳基硅的化合物(I)，其中各R1为至多约45个碳原子的二价烷基自由基。
31.如权利要求27所述的含三芳基硅的化合物(II)，其为如下通式：
其中R1、R2、R3、R4和R5为如前面所定义的。
32.如权利要求27所述的含三芳基硅的化合物(II)，其为如下式：
33.如权利要求27所述的含三芳基硅的化合物(I)，其中各Ar独立地为约6-约20个碳原子的未取代的芳基、或约6-约20个碳原子的取代的芳基；R2和R3各自独立地为1-约8个碳原子的一价烃基团；各R1独立地为任选地含有一个或多个杂原子的1-约45个碳原子的二价的饱和或不饱和的烃基团；
G选自：
(a)通式(II)的环状有机硅：
其中：
R2和R3各自独立地为包含1-约8个碳原子的一价烃自由基；下标q为1-约6的整数，下标x为0-约8，和下标y为1-约8的整数，受到以下限制：下标n的值＝y；
(b)通式(III)的无环有机硅基团：
MbM*cDdD*eTfT*gQhAiBjCk (III)
其中：
M＝R4R5R6SiO1/2,
M*＝R4R*R6SiO1/2
D＝R7R8SiO2/2,
D*＝R7R*SiO2/2
T＝R9SiO3/2,
T*＝R*SiO3/2,
Q＝SiO4/2,
A＝O1/2Si(R10)(R11)R12Si(R13)(R14)O1/2
B＝O1/2Si(R15)(R16)R17Si(R18)O2/2
C＝O1/2Si(R19)(R20)R21SiO3/2
其中：
R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R13、R14、R15、R16、R18、R19和R20各自独立地选自OR22，任选地包含至少一个杂原子的包含1-约20个碳原子的一价烃自由基，6-10个碳原子的芳族基团，和羟基；R12、R17和R21各自独立地为1-约8个碳原子的二价烃基团；R22为1-约20个碳原子的一价烃；R*为1-约8个碳原子的二价烃，其中R*的化合价之一键合到R1；和，下标b、c、d、e、f、g、h、i、j和k为零或正数，受到以下限制：b+c+d+e+f+g+h+i+j<1000，其中b+c+d+e+f+g+h+i+j的所述范围的任一个的下端点为1、2、3、5、10、12、20、50或60的任意一者或多者，条件是c+e+g≥1，其中这样的c+e+g的范围的上端点为4、5、8、10、12、20、50、60或100的任一个；
(c)烷氧基甲硅烷基–R*SiR4 a(OR5)3-a，或者其中在存在两个R5基团时两个R5基团通过共价键键合在一起的环化的烷氧基甲硅烷基，其中R*在每次出现时为1-约8个碳原子的二价烃，R4独立地为1-约12个碳原子的一价烃基团；R5在每次出现时独立地为1-约50个碳原子的一价烃，源自具有超过30个碳原子且选自聚碳酸酯、聚缩醛、聚酯、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯乙烯、聚氨酯、聚异氰脲酸酯、聚环氧化物、酚醛树脂、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙交酯、聚烯烃、苯乙烯-乙烯-丁烯-丁烯(STEBS)共聚物、丙烯酸类、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)三元共聚物、苯乙烯丙烯腈(SAN)橡胶、缩醛、聚咪唑、聚四氟乙烯(TPFE)、聚氯乙烯(PVC)和聚偏二氯乙烯的树脂的有机基团，其中R5基团的碳原子键合到–OR5基团的氧原子；和，
(d)聚合物部分，
下标m为2-约50的整数。
34.如权利要求27所述的含三芳基硅的化合物(I)，其中G为烷氧基甲硅烷基–SiR4 a(OR5)3-a，或者其中在存在两个R5基团时两个R5基团通过共价键键合在一起的环化的烷氧基甲硅烷基，其中R4在每次出现时独立地为1-约12个碳原子的一价烃基团；R5在每次出现时独立地为1-约50个碳原子的一价烃，源自具有超过约30个碳原子且选自聚碳酸酯、聚缩醛、聚酯、聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、聚苯乙烯、聚氨酯、聚异氰脲酸酯、聚环氧化物、酚醛树脂、聚苯醚、聚苯硫醚、聚丙交酯、聚烯烃、苯乙烯-乙烯-丁烯-丁烯(STEBS)共聚物、丙烯酸类、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)三元共聚物、苯乙烯丙烯腈(SAN)橡胶、缩醛、聚咪唑、聚四氟乙烯(TPFE)、聚氯乙烯(PVC)和聚偏二氯乙烯的树脂的有机基团，其中R5基团的碳原子键合到–OR5基团的氧原子；m为1；且R1为1-约45个碳原子的二价的饱和或不饱和的烃基团。
35.如权利要求33所述的三芳基硅化合物(I)，其中R5为源自聚碳酸酯的有机基团。
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