[发明专利]新型含溴双硅酸酯阻燃剂化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型含溴双硅酸酯阻燃剂化合物及其制备方法，具体涉及一种四溴双酚A双{2-氯-3-[三(氯乙氧基)]硅酰氧基丙基}醚化合物及其制备方法。该化合物是具有溴、氯、硅三元素协同作用的阻燃增塑剂，适用于聚氯乙烯、聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂等阻燃增塑添加剂。

背景技术

随着高分子材料在建筑、化工、军事及交通等领域越来越应用地广泛性，其高分子材料的易燃特性经常给人们的生命财产带来极大的威胁，因而阻燃技术受到了全球性的关注。我国阻燃剂的研究和应用在八十年代之后，特别是入世后与世界经济的接轨，迎来了高速发展的机遇，又由于欧盟无卤化(ROHS)指令的颁布，同时也面临着严峻的挑战。我国阻燃剂潜在市场巨大，今后几年仍将以较高的速度持续增长，其发展趋势则是在提高阻燃效能的同时，更加注重环保与生态安全及综合性价比的提高。

目前我国阻燃剂无论在品种上还是用量上与发达国家存在较大差距，随着国家对阻燃法规的颁布和指令性规定，我国阻燃剂的开发和应用将出现广阔的前景。其中通过阻燃剂的复配或分子结构中多元素协同增效来提高阻燃剂的综合性价比是开发研究的重点方向之一。

本发明新型含溴双硅酸酯阻燃剂为溴、氯、硅三元素互相协同增效高效阻燃剂，由于分子骨架具有线性醚酯结构与材料有较好的相容性，因而具有良好的增塑性，同时，由于本发明选用多晶硅产业的副产物四氯化硅为原料，又为解决四氯化硅的综合利用的难题找到了一个有效途径；该新型含卤双硅酸酯具有阻燃效能高、增塑性好、应用范围广、工艺简单、易于工业化推广生产，将会产生较好的经济效益和环境效益。

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合成一种新型含溴双硅酸酯阻燃增塑剂化合物四溴双酚A双{2-氯-3-[三(氯乙氧基)]硅酰氧基丙基}醚，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：

一种四溴双酚A双{2-氯-3-[三(氯乙氧基)]硅酰氧基丙基}醚化合物，其特征在于，该化合物的结构如下式所示：

其中n＝1时，m＝0；m＝1时，n＝0。

本发明的另一目的在于提出一种四溴双酚A双{2-氯-3-[三(氯乙氧基)]硅酰氧基丙基}醚的制备方法，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：

20℃下，在搅拌条件下，控制原料适当的摩尔比，将适当浓度的四溴双酚A双环氧丙基醚的有机溶剂溶液滴入到四氯化硅中，滴加过程控制温度不高于50℃，滴加完毕后，升温到60-80℃，保温反应3-4h，降温到20℃，滴加氯乙醇，滴加过程控制不超过35℃，而后升温45-55℃，保温反应2-3h，待氯化氢放完后，反应结束，加入产品质量1-3％的缚酸剂，调节PH＝5-6，过滤除去生成的微量固体盐，滤液经减压蒸馏出有机溶剂与过量的一氯丙醇(回收使用)及低沸点物，即得产品四溴双酚A双{2-氯-3-[三(氯乙氧基)]硅酰氧基丙基}醚。

如上所述的控制控制原料适当的摩尔比为四溴双酚A双环氧丙基醚∶四氯化硅∶一氯丙醇为1∶2∶6-1∶2∶7。

如上所述的适当浓度的四溴双酚A双环氧丙基醚的有机溶剂溶液为四溴双酚A双环氧丙基醚的质量与有机溶剂的体积比为1∶2.5～1∶4。

如上所述的有机溶剂为二乙二醇二甲醚、甲苯、二氯乙烷、二氧六环或乙腈。

如上所述的缚酸剂为三乙胺、N，N-二甲基苯胺、吡啶或三聚氰胺。

本发明的四溴双酚A双{2-氯-3-[三(氯乙氧基)]硅酰氧基丙基}醚为无色或淡黄色液体，产率为96％～99％，其闪点(开口杯)：210±5℃，分解温度：265±5℃，密度：1.573g/cm³(25℃)，折光率：n_D²⁵＝1.4568。其适合作为聚氯乙烯、聚乙烯醇、环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯等材料的阻燃增塑剂之用。四溴双酚A双{2-氯-3-[三(氯乙氧基)]硅酰氧基丙基}醚的合成工艺原理如下式所示：

其中n＝1时，m＝0；m＝1时，n＝0。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

①由于本发明有机硅卤协同阻燃增塑剂四溴双酚A双{2-氯-3-[三(氯乙氧基)]硅酰氧基丙基}醚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。