[发明专利]阻燃剂赛克三(二甲基‑1,3‑二卤丙氧基硅酸)酯化合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅、氮、卤三元素协同阻燃剂赛克三(二甲基-1，3-二卤丙氧基硅酸)酯化合物的制备方法，该化合物适合用作聚氯乙烯、聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂等的阻燃增塑剂。

背景技术

合成高分子材料广泛应用之后，由于其大多具有易燃的特点，必须经过阻燃改性才能具有令人满意的抗火能力，确保使用的安全。其中卤系阻燃剂由于阻燃效能高，综合性价比优良，得到了广泛应用。但因其在高温燃烧时放出有害气体，在一些领域的应用受到了限制；硅系阻燃剂以其优异的阻燃性能、良好的加工性能，特别是对环境友好而备受人们重视；氮系阻燃剂是膨胀型阻燃剂开发的重点。若把硅、氮和卤三种优良的阻燃元素设计在同一分子结构中，产生协同阻燃效应，不仅能提高其阻燃效能，同时还减少了阻燃剂中的卤含量，降低了其在燃烧时释放出有害气体对环境造成的危害。因此，研究硅、氮和卤三元素协同阻燃剂是一个很有现实意义的课题。

本发明公开了一种以三羟乙基异氰脲酸酯(赛克、THEIC)、二甲基二卤硅烷和1，3-二卤-2-丙醇为主要原料制备赛克三(二甲基-1，3-二卤丙氧基硅酸)酯化合物的方法。本发明阻燃剂是硅、氮、卤三元素协同阻燃剂，具有多重阻燃机理作用，其中氮元素膨胀阻燃，硅元素能生成致密的硅炭层，卤元素气相阻燃，三元素协同阻燃能产生优异的阻燃效果。本发明阻燃剂阻燃效能高，成炭效果好，应用范围广，有很好的开发前景。

发明内容

本发明的目的在于提出赛克三(二甲基-1，3-二卤丙氧基硅酸)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，其技术方案如下：

如上所述赛克三(二甲基-1，3-二卤丙氧基硅酸)酯化合物的制备方法，其特征在于，该方法为：

在氮气保护下，先使三羟乙基异氰脲酸酯与二甲基二氯硅烷或二甲基二溴硅烷在有机溶剂中反应，再与1，3-二卤-2-丙醇反应，然后纯化处理，得赛克三(二甲基-1，3-二卤丙氧基硅酸)酯。

具体而言，该方法为：

在氮气保护下，将三羟乙基异氰脲酸酯溶于有机溶剂中，加入3倍摩尔的二甲基二氯硅烷或二甲基二溴硅烷，于40℃～70℃下反应4～9h，再滴加3～4倍摩尔的1，3-二卤-2-丙醇，在50℃～110℃下反应6～12h；经纯化处理，得赛克三(二甲基-1，3-二卤丙氧基硅酸)酯。

进一步，该方法具体为：

在氮气保护的条件下，将三羟乙基异氰脲酸酯溶于体积毫升数相对于三羟乙基异氰脲酸酯的质量克数10～15倍的有机溶剂中，加入相对于三羟乙基异氰脲酸酯3倍摩尔的二甲基二氯硅烷，升温至50℃～70℃，保温反应5～9h；待HCl放完后，降温至30℃以下，滴加相对于三羟乙基异氰脲酸酯3～4倍摩尔的1，3-二卤-2-丙醇，以滴加速度控制反应温度不高于40℃，滴完后升温至60℃～110℃，保温反应6～12h；经纯化处理，得赛克三(二甲基-1，3-二卤丙氧基硅酸)酯。

该方法还可为：

在氮气保护的条件下，将三羟乙基异氰脲酸酯溶于体积毫升数相对于三羟乙基异氰脲酸酯的质量克数10～15倍的有机溶剂中，加入相对于三羟乙基异氰脲酸酯3倍摩尔的二甲基二溴硅烷，升温至40℃～70℃，保温反应4～7h；待HBr放完后，降温至30℃以下，滴加相对于三羟乙基异氰脲酸酯3～4倍摩尔的1，3-二卤-2-丙醇，以滴加速度控制反应温度不高于40℃，滴完后升温至50℃～110℃，保温反应6～12h；经纯化处理，得赛克三(二甲基-1，3-二卤丙氧基硅酸)酯。

如上所述纯化处理的具体方法为加入相对于产物理论质量1％～5％的三聚氰胺，调节体系pH为5～6，抽滤，滤液减压蒸馏除去溶剂、过量的1，3-二卤-2-丙醇及少量低沸点物，再加入体积毫升数相对于产物理论质量克数2～5倍的石油醚，搅拌0.5h，静置，分出下层料液，再减压蒸馏除去少量的石油醚。

如上所述的1，3-二卤-2-丙醇为1，3-二氯-2-丙醇或1，3-二溴-2-丙醇。

如上所述的有机溶剂为二氧六环、四氢呋喃、乙二醇二甲醚、乙腈或二乙二醇二甲醚。

本发明赛克三(二甲基-1，3-二卤丙氧基硅酸)酯的制备工艺原理如下式所示：

式中X＝Cl或Br，Q＝Cl或Br。