CN116102734B - 一种含磷氮笼型聚倍半硅氧烷、其制备方法及其作为结壳成炭剂的用途 - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
本发明提供了一种含磷氮笼型聚倍半硅氧烷、其制备方法及其作为结壳成炭剂的用途，所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷具有式I所示结构。所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷的制备方法包括：(1)将含氰基硅烷单体与醇水溶液进行水解反应，得到含氰基硅醇；(2)将步骤(1)得到的含氰基硅醇与含磷单体反应，得到中间体；(3)在催化剂存在下，将步骤(2)得到的中间体继续反应，得到所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷。本发明中，所述具有特定结构的含磷氮笼型聚倍半硅氧烷，磷、氮含量高、成炭性好，阻燃效果好，且制备简单、环保，应用范围广；包括所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷的材料不仅具有优异的阻燃效果，力学性能也能满足要求。
Description
技术领域
本发明属于阻燃材料技术领域，具体涉及一种含磷氮笼型聚倍半硅氧烷、其制备方法及其作为结壳成炭剂的用途。
背景技术
目前常用的成炭剂有季戊四醇、三嗪类衍生物和含碳丰富的聚合物等。但是季戊四醇存在与聚合物相容性不好、加工温度低、易水解等问题，限制了其应用。而三嗪类衍生物成炭剂与季戊四醇成炭剂相比，对材料力学性能影响相对较小、热稳定性优良、阻燃性能优良。因此，目前的研究热点都集中于三嗪类衍生物成炭剂，但是三嗪类衍生物复配酸源、气源单一，目前常用的体系为APP、MPP阻燃体系，应用范围受限。不仅如此，三嗪类衍生物由于分子量较低，其仍存在着容易迁移到材料表面、力学性能不能满足要求、形成的炭层不够致密等问题。
笼型聚倍半硅氧烷简称为POSS，其具有Si-O-Si笼型骨架，外围是有机基团，其独特的性能特点使其已经被拓展到阻燃领域中。例如CN106750239A公开了一种含磷氮硅聚合物阻燃剂，但是所述有机硅聚合物仅是一个顶角含有磷氮元素，含量较低，影响了其阻燃的效果。
CN108997581A公开了一种含硅聚酰亚胺型高分子成炭剂及其制备方法，其合成方法采用双(对氨基苯氧基)二苯基硅烷和二苯醚四甲酸二酐为原料，首先在有机溶剂中实现二酐和二胺的开环加成反应，形成聚酰胺酸；然后加热脱水得到ODPA-PSOA粗产物。通过洗涤提纯，脱除溶剂后获得ODPA-PSOA化合物。所述制备方法采用“一锅煮”的方法，与传统合成聚酰亚胺工艺“两步法”相比，具有反应步骤少，温度低，操作方法简单易行，反应过程绿色无污染，且产率高等优点。但是，所述成炭剂的阻燃、成炭效果效果有待进一步提高。
因此，开发一种阻燃、成炭效果好、相容性好，不影响材料的力学性能且制备工艺简单、环保的有机硅成炭剂，是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种含磷氮笼型聚倍半硅氧烷、其制备方法及其作为结壳成炭剂的用途。所述具有特定结构的含磷氮笼型聚倍半硅氧烷。含磷量高、成炭性好，阻燃效果好，且制备简单、环保，应用范围广；包括所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷的材料不仅具有优异的阻燃效果，力学性能也能满足要求。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种含磷氮笼型聚倍半硅氧烷，所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷具有式I所示结构：
式I；
其中，R为“*”代表连接位点；R1选自取代或未取代的C1～C6直链或支链亚烷基、C6～C20取代或未取代芳基中的任意一种；R2、R3、R4、R5各自独立地选自氢、羟基、取代或未取代的C1～C6直链或支链烷氧基或C6～C20取代或未取代芳基；所述取代的取代基包括卤素、羟基、羧基中的任意一种。
本发明中，所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷，磷和氮含量高，存在P-N协同效应，不仅可以赋予高分子材料优异的阻燃性能，并且作为结壳成炭剂应用于膨胀阻燃体系中，其本身在燃烧过程中可分解生成磷酸、聚磷酸及其铵盐、水蒸气等而发挥作用，进一步提高阻燃效果；除此之外，所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷相容性好、热稳定性和力学性能优异，加入到材料中不会影响材料的力学性能，且绿色环保，设备投资少、生产成本低，可大规模推广生产，应用广泛。
本发明中，C1～C6直链或支链亚烷基包括C1、C2、C3、C4、C5、C6直链或支链亚烷基，示例性地包括但不限于亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚戊基、亚己基等。
本发明中，C1～C6直链或支链烷基包括C1、C2、C3、C4、C5、C6直链或支链烷基，示例性地包括但不限于甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基等。
本发明中，所述C6～C20取代或未取代芳基包括C6、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19取代或未取代芳基，示例性地包括但不限于：苯基、联苯基、萘基、芴基、蒽基等。
优选地，所述R1选自取代或未取代的C3～C6直链或支链亚烷基。
第二方面，本发明提供一种根据第一方面所述的含磷氮笼型聚倍半硅氧烷的制备方法，所述制备方法包括：
(1)将含氰基硅烷单体与醇水溶液进行水解反应，得到含氰基硅醇；
(2)将步骤(1)得到的含氰基硅醇与含磷单体反应，得到中间体；
(3)在催化剂存在下，将步骤(2)得到的中间体继续反应，得到所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷。
优选地，步骤(1)所述含氰基硅烷单体包括(3-氰丙基)三氯硅烷、(3-氰基丁基)三氯硅烷、(3-氰基丁基)三氯硅烷、邻-(2-氰基乙基)苯基三氯硅烷、3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷、2-(氰基乙基)三甲氧基硅烷、2-氰基乙基三乙氧基硅烷、3-氰基丙基三甲氧基硅烷、3-氰基丙基三乙氧基硅烷、6-氰基己基三甲氧基硅烷、氰基苯基三甲氧基硅烷、3-氰基丙基三丁氧基硅烷、4-氰基丁基三甲氧基硅烷、5-氰基戊基三甲氧基硅烷、2-氰基丙基三甲氧基硅烷、邻-(氰基甲基)苯基三丙氧基硅烷、间-(氰基甲基)苯基三甲氧基硅烷、对-(氰基甲基)苯基三乙氧基硅烷或对-(2-氰基乙基)苯基三甲氧基硅烷中的至少一种。
优选地，步骤(1)所述醇水溶液包括乙醇和水的混合溶液。
优选地，步骤(1)所述醇水溶液中醇与水的质量比比为(10～15):1，例如可以为11:1、12:1、13:1、14:1等。
优选地，步骤(1)所述反应的温度为5～10℃，例如可以为6℃、7℃、8℃、9℃等。
优选地，步骤(1)所述反应的时间为1～5℃，例如可以为2℃、3℃、4℃等。
优选地，步骤(2)所述含磷单体包括苯基次膦酸、亚磷酸、次磷酸、亚磷酸二甲酯、亚磷酸二乙酯或亚磷酸二异丙酯中的至少一种。
优选地，所述含氰基硅烷单体、含磷单体的摩尔比为1:(2.05～2.2)，其中，(2.05～2.2)中的具体取值例如可以为2.06、2.08、2.1、2.12、2.14、2.16、2.18等。
优选地，步骤(2)所述反应的温度为18～50℃，例如可以为20℃、22℃、24℃、26℃、28℃、30℃、34℃、38℃、40℃、42℃、44℃、46℃、48℃等。
优选地，步骤(2)所述反应的时间为2～10h，例如可以为3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h等。
优选地，步骤(3)所述催化剂的用量为中间体质量的0.1～1％，例如可以为0.2％、0.4％、0.6％、0.8％等。
优选地，所述催化剂包括酸和/或碱。
本发明中，所述酸包括有机酸和/或无机酸。
优选地，所述有机酸包括磺酸、甲酸、醋酸、柠檬酸或乙二酸中的至少一种。
优选地，所述无机酸包括盐酸、硫酸、硝酸或磷酸中的至少一种。
优选地，步骤(3)所述反应的温度为20～60℃，例如可以为25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃等。
优选地，步骤(3)所述反应的时间为2～72h，例如可以为4h、8h、12h、16h、20h、24h、28h、32h、36h、40h、44h、48h、52h、56h、60h、64h、68h等。
优选地，步骤(3)所述反应完成后还包括中和、洗涤或浓缩的步骤。
第三方面，本发明提供一种有机硅结壳成炭剂，所述有机硅结壳成炭剂包括如第一方面所述的含磷氮笼型聚倍半硅氧烷。
第四方面，本发明提供一种阻燃组合物，以重量份计，所述阻燃组合物包括乙烯-醋酸乙烯共聚物20～40份、聚乙烯10～30份、氢氧化铝40～60份、氢氧化镁20～30份和结壳成炭剂1～5份；所述结壳成炭剂包括根据第一方面所述的含磷氮笼型聚倍半硅氧烷和/或如第三方面所述的有机硅结壳成炭剂。
本发明中，所述阻燃组合物中，通过加入所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷结壳成炭剂，并且与氢氧化铝、氢氧化镁以特定的含量复配，使得包括所述阻燃组合物的材料兼具高阻燃性和机械性能。
优选地，以重量份计，所述阻燃组合物包括乙烯-醋酸乙烯共聚物20～40份，例如可以为22份、24份、26份、28份、30份、32份、34份、36份、38份等。
优选地，以重量份计，所述阻燃组合物包括聚乙烯10～30份，例如可以为12份、14份、16份、18份、20份、22份、24份、26份、28份等。
优选地，以重量份计，所述阻燃组合物包括氢氧化铝40～60份，例如可以为42份、44份、46份、48份、50份、52份、54份、56份、58份等。
优选地，以重量份计，所述阻燃组合物包括氢氧化镁20～30份，例如可以为21份、22份、23份、24份、25份、26份、27份、28份、29份等。
优选地，以重量份计，所述阻燃组合物包括结壳成炭剂1～5份，例如可以为1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2份、2.1份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份、2.6份、2.7份、2.8份、2.9份、3份、3.2份、3.4份、3.6份、3.8份、4份、4.2份、4.4份、4.6份、4.8份等。
优选地，所述氢氧化铝、氢氧化镁与结壳成炭剂的质量比为(15～35):(8～20):1，其中，(15～35)中的具体取值例如可以为16、18、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、32、34等；(8～20)中的具体取值例如可以为8.5、9、9.5、10、10.5、11、11.5、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5等。
优选地，所述聚乙烯包括线性低密度聚乙烯。
优选地，以重量份计，所述阻燃组合物还包括0.1～0.5份抗氧剂，例如可以为0.2份、0.3份、0.4份等。
优选地，以重量份计，所述阻燃组合物还包括1～2份润滑剂，例如可以为1.2份、1.4份、1.6份、1.8份等。
本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的含磷氮笼型聚倍半硅氧烷，磷和氮含量高，存在P-N协同效应，不仅能够赋予高分子材料阻燃性能，并且作为结壳成炭剂应用于膨胀阻燃体系中，其本身在燃烧过程中可分解生成磷酸、聚磷酸及其铵盐、水蒸气等而发挥作用，进一步提高材料阻燃性能；且其热稳定性和力学性能优异，相容性好，不会对材料的性能造成影响，应用前景良好，且制备方法中，合成路线简单、绿色环保，设备投资少、生产成本低，可大规模推广生产。
附图说明
图1为实施例1得到的含磷氮笼型聚倍半硅氧烷的红外光谱图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明所用材料如下：
乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)：扬子石化，6110M
线性低密度聚乙烯(LLDPE)：中石化，7042
实施例1
本实施例提供一种含磷氮笼型聚倍半硅氧烷，所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷的制备方法包括：
(1)将醇水溶液(乙醇与水之间的质量比为10:1)滴加至(3-氰基丁基)三氯硅烷中，在8℃进行水解反应3h，得到含氰基硅醇；
(2)将步骤(1)得到的含氰基硅醇与亚磷酸二甲酯(二者摩尔比为1:2.1)在30℃下反应5h，得到中间体；
(3)在浓硫酸(加入量为中间体质量的0.5％)存在下，将步骤(2)得到的中间体继续在30℃反应20h，经中和、水洗、浓缩，得到所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷。
本发明中，已采用核磁、红外、质谱等表征手段表明本发明已制备得到所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷，其中，采用红外光谱仪对实施例1得到的含磷氮笼型聚倍半硅氧烷的结构进行表征，结果如图1所示。
实施例2
本实施例提供一种含磷氮笼型聚倍半硅氧烷，所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷的制备方法包括：
(1)将(3-氰基丁基)三氯硅烷与醇水溶液(乙醇与水之间的质量比为12:1)在10℃进行水解反应2h，得到含氰基硅醇；
(2)将步骤(1)得到的含氰基硅醇与亚磷酸(二者摩尔比为1:2.2)在45℃下反应2h，得到中间体；
(3)在浓盐酸(加入量为中间体质量的0.8％)存在下，将步骤(2)得到的中间体继续在50℃反应8h，经中和、水洗、浓缩，得到所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷。
实施例3
本实施例提供一种含磷氮笼型聚倍半硅氧烷，所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷的制备方法包括：
(1)将(3-氰基丁基)三氯硅烷与醇水溶液(乙醇与水之间的质量比为10:1)在5℃进行水解反应5h，得到含氰基硅醇；
(2)将步骤(1)得到的含氰基硅醇与亚磷酸二乙酯(二者摩尔比为1:2.1)在20℃下反应10h，得到中间体；
(3)在四甲基氢氧化铵(加入量为中间体质量的0.8％)存在下，将步骤(2)得到的中间体继续在40℃反应10h，经中和、水洗、浓缩，得到所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷。
实施例4
本实施例提供一种含磷氮笼型聚倍半硅氧烷，其与实施例1的区别仅在于，所述制备方法中，步骤(1)中将(3-氰基丁基)三氯硅烷替换为等氰基摩尔量的(3-氰基丙基)三氯硅烷，步骤(2)中将亚磷酸二甲酯替换为亚磷酸二异丙酯，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
实施例5
本实施例提供一种含磷氮笼型聚倍半硅氧烷，其与实施例1的区别仅在于，所述制备方法中，步骤(2)中将亚磷酸二甲酯替换为等摩尔量的苯基次膦酸，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同，其它原料、用量及制备方法均与实施例1相同。
对比例1
本对比例提供一种含磷氮笼型聚倍半硅氧烷，其与实施例1的区别仅在于，所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷的制备方法包括：将7.45克N-苯基-3-氨基丙基笼型聚倍半硅氧烷、4.75克吡啶和50毫升N,N-二甲基甲酰胺置于三口烧瓶中，在冰浴和氮气条件下，逐滴加入5.62克二乙基次膦酰氯，滴加完毕后在冰浴和氮气条件下继续反应3小时，然后升温至40℃，在氮气条件下反应9小时，最后将所得产物过滤去沉淀后除溶剂，得到所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷。
应用例1
一种阻燃组合物，以重量份计，所述阻燃组合物包括EVA40份、LLDPE 10份、氢氧化铝50份、氢氧化镁25份、结壳成炭剂2份(实施例1)、抗氧剂168 0.4份和润滑剂PL-500 1.2份。
所述阻燃组合物的制备方法包括：将上述原料称好后，投入至高混机中搅拌2min后得到混合物，继续将混合物加入到密炼机中，在150℃下密炼15min后，采用造粒机挤出造粒，得到阻燃组合物。
应用例2
一种阻燃组合物，以重量份计，所述阻燃组合物包括EVA20份、LLDPE 30份、氢氧化铝50份、氢氧化镁25份、结壳成炭剂2份(实施例1)、抗氧剂168 0.4份和润滑剂PL-500 1.2份。
所述阻燃组合物的制备方法与应用例1相同。
应用例3
一种阻燃组合物，以重量份计，所述阻燃组合物包括EVA30份、LLDPE 20份、氢氧化铝40份、氢氧化镁20份、结壳成炭剂2.5份(实施例2)、抗氧剂168 0.4份和润滑剂PL-5001.2份。
所述阻燃组合物的制备方法与应用例1相同。
应用例4
一种阻燃组合物，以重量份计，所述阻燃组合物包括EVA30份、LLDPE 20份、氢氧化铝50份、氢氧化镁25份、结壳成炭剂1.5份(实施例3)、抗氧剂168 0.4份和润滑剂PL-5001.2份。
所述阻燃组合物的制备方法与应用例1相同。
应用例5-6
一种阻燃组合物，其与应用例1的区别仅在于，所述结壳成炭剂分别选用实施例4-5提供的含磷氮笼型聚倍半硅氧烷，其它组分、用量及制备方法均与应用例1相同。
应用例7
一种阻燃组合物，其与应用例1的区别仅在于，所述阻燃组合物包括35份氢氧化铝、40份氢氧化镁和0.5份结壳成炭剂，其它组分、用量及制备方法均与应用例1相同。
应用例8
一种阻燃组合物，其与应用例1的区别仅在于，所述阻燃组合物包括65份氢氧化铝、10份氢氧化镁和6份结壳成炭剂，其它组分、用量及制备方法均与应用例1相同。
对比应用例1
一种阻燃组合物，其与应用例1的区别仅在于，所述结壳成炭剂选用对比例1提供的含磷氮笼型聚倍半硅氧烷，其它组分、用量及制备方法均与应用例1相同。
对比应用例2
一种阻燃组合物，其与应用例1的区别仅在于，所述结壳成炭剂为三嗪结壳成炭剂FR-CFA，其它组分、用量及制备方法均与应用例1相同。
性能测试
(1)拉伸强度：按照GB/T1040.3-2006的方法进行制样和拉伸试验；
(2)断裂伸长率：按照GB/T 1043.1-2008的方法进行制样和简支梁冲击试验；
(3)阻燃性：按照GB/T2406.2-2009的方法进行制样，并进行氧指数测试。
(4)成炭性：通过光学显微镜观察炭层形貌，按照形成的炭层的致密和完整程度分为1-4级，其中1级为最致密和最完整，4级为疏松不致密，形成的炭层不完整，材料大小相同，1级表示炭层表面无明显孔洞或凹陷；2级表示炭层表面孔洞或凹陷部分占炭层面积的5～10％；3级表示炭层表面孔洞或凹陷部分占炭层面积的10～20％；4级表示炭层表面孔洞或凹陷部分占炭层面积大于20％。
具体测试结果如表1所示：
表1
由上表可知，本发明提供的具有特定结构的含磷氮笼型聚倍半硅氧烷含磷量高、成炭性好，阻燃效果好；使得包括所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷的材料不仅具有优异的阻燃效果，力学性能也能满足要求，且制备简单、环保，应用范围广。由应用例1～6可知，包括所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷的阻燃组合物的拉伸强度为12～15MPa，断裂伸长率为175～193％，氧指数为34～37.8，成炭性达到1-2级。
由应用例1与应用例7、8比较可知，所述氢氧化铝、氢氧化镁、结壳成炭剂并非以特定的比例复配，组合物的力学性能和阻燃性、成炭性变差。
由应用例1与对比应用例1比较可知，所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷并非本发明特定结构，对比应用例1的结壳成炭剂的磷含量低于应用例1的含磷氮笼型聚倍半硅氧烷，并且对比应用例1中的结壳成炭剂的苯含量过高，空间位阻较大，影响了其在高分子树脂的相容性，导致成炭性和阻燃性下降。
由应用例1与对比应用例2比较可知，本发明提供的含磷氮笼型聚倍半硅氧烷结壳成炭剂，性能优于现有技术中常用的结壳成炭剂。
综上所述，本发明提供的含磷氮笼型聚倍半硅氧烷，磷和氮含量高，存在P-N协同效应，不仅能够赋予高分子材料阻燃性能，并且作为结壳成炭剂应用于膨胀阻燃体系中，其本身在燃烧过程中可分解生成磷酸、聚磷酸以及其铵盐、水蒸气等而发挥作用，进一步提高材料阻燃性能；且其热稳定性和力学性能优异，相容性好，不会对材料的性能造成影响，应用前景良好，且制备方法中，合成路线简单、绿色环保，设备投资少、生产成本低，可大规模推广生产。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (18)
1.一种含磷氮笼型聚倍半硅氧烷，其特征在于，所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷具有式I所示结构：
其中，R为“*”代表连接位点；R1选自取代或未取代的C1～C5直链或支链亚烷基、C6～C19取代或未取代芳基中的任意一种；R2、R3、R4、R5各自独立地选自氢、羟基、取代或未取代的C1～C6直链或支链烷氧基或C6～C20取代或未取代芳基；所述取代的取代基包括卤素、羟基、羧基中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的含磷氮笼型聚倍半硅氧烷，其特征在于，所述R1选自取代或未取代的C3～C5直链或支链亚烷基。
3.一种根据权利要求1或2所述的含磷氮笼型聚倍半硅氧烷的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
(1)将含氰基硅烷单体与醇水溶液进行水解反应，得到含氰基硅醇；
(2)将步骤(1)得到的含氰基硅醇与含磷单体反应，得到中间体；
(3)在催化剂存在下，将步骤(2)得到的中间体继续反应，得到所述含磷氮笼型聚倍半硅氧烷；
步骤(1)所述含氰基硅烷单体包括(3-氰丙基)三氯硅烷、(3-氰基丁基)三氯硅烷、邻-(2-氰基乙基)苯基三氯硅烷、2-(氰基乙基)三甲氧基硅烷、2-氰基乙基三乙氧基硅烷、3-氰基丙基三甲氧基硅烷、3-氰基丙基三乙氧基硅烷、6-氰基己基三甲氧基硅烷、氰基苯基三甲氧基硅烷、3-氰基丙基三丁氧基硅烷、4-氰基丁基三甲氧基硅烷、5-氰基戊基三甲氧基硅烷、2-氰基丙基三甲氧基硅烷、邻-(氰基甲基)苯基三丙氧基硅烷、间-(氰基甲基)苯基三甲氧基硅烷、对-(氰基甲基)苯基三乙氧基硅烷或对-(2-氰基乙基)苯基三甲氧基硅烷中的至少一种；
步骤(2)所述含磷单体包括苯基次膦酸、亚磷酸、次磷酸、亚磷酸二甲酯、亚磷酸二乙酯或亚磷酸二异丙酯中的至少一种；
所述含氰基硅烷单体、含磷单体的摩尔比为1:(2.05～2.2)。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述醇水溶液中醇与水的质量比为(10～15):1。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述反应的温度为5～10℃。
6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述反应的时间为1～5℃。
7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述反应的温度为18～50℃。
8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述反应的时间为2～10h。
9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述催化剂的用量为中间体质量的0.1～1％。
10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括酸和/或碱。
11.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述反应的温度为20～60℃。
12.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述反应的时间为2～72h。
13.一种有机硅结壳成炭剂，其特征在于，所述有机硅结壳成炭剂包括如权利要求1或2所述的含磷氮笼型聚倍半硅氧烷。
14.一种阻燃组合物，其特征在于，以重量份计，所述阻燃组合物包括乙烯-醋酸乙烯共聚物20～40份、聚乙烯10～30份、40～60份氢氧化铝、20～30份氢氧化镁和1～5份结壳成炭剂；
所述结壳成炭剂包括根据权利要求1或2所述的含磷氮笼型聚倍半硅氧烷和/或权利要求13所述的有机硅结壳成炭剂。
15.根据权利要求14所述的阻燃组合物，其特征在于，所述氢氧化铝、氢氧化镁与结壳成炭剂的质量比为(15～35):(8～20):1。
16.根据权利要求14所述的阻燃组合物，其特征在于，所述聚乙烯包括线性低密度聚乙烯。
17.根据权利要求14所述的阻燃组合物，其特征在于，以重量份计，所述阻燃组合物还包括0.1～0.5份抗氧剂。
18.根据权利要求14所述的阻燃组合物，其特征在于，以重量份计，所述阻燃组合物还包括1～2份润滑剂。
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