[发明专利]含三嗪-硅的席夫碱阻燃剂及其合成方法

说明书

本发明涉及种含三嗪‑硅的席夫碱阻燃剂及其合成方法，其结构式，R是含2‑18个碳的直链烷基、苯基或带有取代基的苯基中的一种，R1是对苯基、间苯基、邻苯基或者带有羟基、甲基的对苯基、间苯基、邻苯基，R2是氨基硅烷偶联剂。该合成方法制备含三嗪‑硅结构的席夫碱成炭剂，操作容易，且不含有卤素，绿色环保，分子量大，同时具备疏水特性，能改善膨胀型阻燃剂带来的吸潮问题，其具有较高的耐热性和较好的成炭效果以及良好的疏水性能，可以应用于聚乙烯、聚丙烯、EVA等基材的阻燃改性。

技术领域

本发明属于膨胀型阻燃产品的技术领域，具体地说，本发明涉及一种含三嗪-硅的席夫碱成炭剂及其合成方法。

背景技术

聚烯烃及其复合材料应用非常广泛。但它们都容易燃烧，因此，在很多场合都要求对它们进行阻燃改性。最为经济实用的方法是直接添加阻燃剂，操作简单，且效果显著。

性价比最高的添加型阻燃剂是含卤阻燃剂，尤其是溴系阻燃剂，具有很高的阻燃效率和广谱的阻燃效果。但是，此类阻燃剂在燃烧时会释放出大量的烟雾和具有腐蚀性的卤化氢和毒性大的二噁英，对环境造成二次污染，因此，非常有必要开发无卤高效阻燃剂。

最常用的无卤阻燃剂有无机氢氧化物、含磷阻燃剂、含氮阻燃剂、含硅阻燃剂及膨胀型阻燃剂等。

无机阻燃剂，如氢氧化镁及氢氧化铝，通过加热释放水分，进而降低燃烧面的温度和稀释可燃性气体的浓度，从而达到阻燃的作用，它们具有环保特性，但是阻燃效率低，添加量大，对复合材料的力学性能影响大。

膨胀型阻燃剂（IFR）是由磷-氮元素组成的环保型无卤阻燃剂，它在燃烧时能形成致密而膨胀的炭层，降低烟气的释放，防止熔滴现象的发生，广泛应用于聚烯烃的阻燃改性。

膨胀型阻燃剂通常由酸源、碳源和气源组成。常用的成炭剂为季戊四醇、双季戊四醇及淀粉等多羟基化合物，此类成炭剂水溶性大，热稳定性不高，加工过程中容易与多聚磷酸盐反应等问题。

研究人员开发了多种成炭剂；三嗪类衍生物是一类富含叔氮结构的化合物，具有优良的成炭性能。中国专利也公开了此内容，例如：授权公告号是CN101586033B、发明名称是“含芳香族链结构的三嗪成炭剂及其制备方法”，授权公告号是CN100500657C、发明名称是“三嗪系齐聚物及其合成方法”，及专利号是ZL200510010243.4、发明名称是“大分子三嗪系成炭-发泡剂及其合成方法”等三嗪类的成炭剂的发明专利，都具有较好的成炭效果，但其存在亲水性较强，制品容易吸潮等问题。

含硅化合物对膨胀型阻燃剂体系具有良好的增效作用，硅烷偶联剂还具备一定的疏水功能。授权公告号是CN103980315B、发明名称是“一种含三嗪环的“磷-硅-氮”化合物及其制备方法”，其将“磷-硅-氮”集中在一个分子内，体现了阻燃协同效果，化合物中存在一个氯，可以通过反应接枝到织物表面，因此，适用于在织物阻燃处理；但其不适用于直接添加到聚合物中进行阻燃改性。公开号是CN107698765A、发明名称是“一种含氮磷硅阻燃剂及其制备方法”的发明申请，其利用六氯环三磷腈与苯酚和羟基硅烷反应，制备阻燃剂，集合了氮磷硅三种元素；但其是液态粘稠的物质，不利于加工，并且耐久性不佳。

席夫碱是一类含有C=N双键的化合物，具有制备反应条件简单，产物较高的热稳定性，且在热解过程中能中和活性自由基。公开号是CN103073727A、名称是“聚膦酸酯膨胀型阻燃剂及其制备方法”的发明专利申请，及授权公告号是CN 106008993A、名称是“含磷含席夫碱结构阻燃剂及其制备方法”的发明专利，它们公开了席夫碱成炭剂的内容，但成炭效率和耐热性还不够高。

发明内容

本发明的目的是针对现有席夫碱成炭剂的成炭效率不高、炭层强度不高、阻燃性能不佳、吸潮性较大的问题提而供一种含三嗪-硅的席夫碱阻燃剂及其合成方法，本发明所得产物具有分子量大，成炭量较高、热稳定性较好、阻燃效率较高，还具有一定的疏水性。