[发明专利]阻燃剂二甲基硅酸-1，3-丙二醇酯化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃剂二甲基硅酸-1，3-丙二醇酯化合物及其制备方法。二甲基硅酸-1，3-丙二醇酯属无卤有机硅阻燃剂，适合用作聚氯乙烯、聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂等材料的阻燃剂。

背景技术

有机合成高分子材料具有耐化学腐蚀、重量轻和易加工等优点，广泛应用于电子电器、机械、汽车、航空、航天和化工等行业。但许多的高分子材料是易燃的，在带给大家生活各种方便的同时，又使人们不得不面临火灾造成的生命财产的威胁。为了改善高分子材料易燃的弊端，阻燃剂的研发与应用得到重视。实践发现火灾发生时，卤系阻燃剂在阻燃过程中会产生卤化氢气体等有害物质，造成二次危害。所以无卤、低烟、低毒阻燃剂的发展成了研发的重点。由于有机硅阻燃剂分子中含有C-Si键，分解温度高、结构稳定，阻燃效果好，还有良好的成炭作用，因此有机硅阻燃剂的研究与应用具有很大的实用价值。

本发明公开了一种无卤、环保阻燃剂二甲基硅酸-1，3-丙二醇酯化合物及其制备方法。该阻燃剂阻燃效果好，成本低，工艺简单，应用广泛，具有很好的应用开发前景。

发明内容

本发明的目的之一在于提出一种阻燃剂二甲基硅酸-1，3-丙二醇酯化合物，其阻燃效能高，成炭性能好，物化性能稳定，无卤环保，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：

二甲基硅酸-1，3-丙二醇酯化合物，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二甲基硅酸-1，3-丙二醇酯化合物的制备方法，其工艺简单，设备投资少，易于规模化生产，且原料廉价易得，成本低廉，该方法为：

将1，3-丙二醇溶于有机溶剂中，在30℃下滴加等摩尔的二甲基二卤硅烷，滴加过程控制温度不超过40℃，滴完后，1-2h升温到80-140℃，保温反应4-8h，加入产品质量1％-3％的缚酸剂，调至pH＝5-6，搅拌1h，趁热抽滤，滤液蒸馏出溶剂及少量低沸点物，得无色透明液体二甲基硅酸-1，3-丙二醇酯。

如上所述的有机溶剂为乙二醇二甲醚、乙腈、二氯乙烷、二氧六环或二乙二醇二甲醚，其用量为，有机溶剂体积毫升数是1，3-丙二醇质量克数的3-7倍。

如上所述的二甲基二卤硅烷为二甲基二氯硅烷或二甲基二溴硅烷。

如上所述的缚酸剂为三乙胺、N，N-二甲基苯胺、三聚氰胺或吡啶。

本发明的二甲基硅酸-1，3-丙二醇酯为无色透明液体，产率95.0％～98.5％，折光率n_D²⁵＝1.4418，密度(25℃)1.048±0.005g/cm³，沸点218℃。其适合用作不饱和树脂、环氧树脂、聚氨酯、聚氯乙烯等材料的阻燃剂。

二甲基硅酸-1，3-丙二醇酯的制备工艺原理如下式所示：

式中X＝Cl或Br。

与现有技术相比，本发明的创新之处在于：

①本发明阻燃剂二甲基硅酸-1，3-丙二醇酯具有环状有机硅结构，物理化学性能稳定，与高分子材料相容性好，燃烧时能生成致密的硅炭层，有成炭防滴落作用，加工性能好。

②本发明阻燃剂二甲基硅酸-1，3-丙二醇酯属无卤阻燃剂，符合无卤环保阻燃剂的发展要求，有很好的应用开发前景。

③本发明阻燃剂二甲基硅酸-1，3-丙二醇酯制备方法简单，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、二甲基硅酸-1，3-丙二醇酯的红外光谱图，详见说明书附图图1：

图1表明，2969cm^-1处为C-H键的伸缩振动峰；2890cm^-1处为与氧相连的C-H键的伸缩振动峰；1460cm^-1处为C-H键的弯曲振动峰；1246cm^-1处为C-O键的伸缩振动峰；1065cm^-1处为Si-O键的伸缩振动峰；810cm^-1处为C-Si键的伸缩振动峰。

2、二甲基硅酸-1，3-丙二醇酯的核磁光谱图，详见说明书附图图2：

图2表明，氘代氯仿为溶剂，δ0.2-0.4是与硅相连的甲基H峰；δ1.4-1.6是环内硅对位的亚甲基H峰；δ3.35-3.75是与氧相连的亚甲基H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。