[发明专利]一种含磷有机硅树脂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种含磷有机硅树脂及其制备方法，其制备方法为：在加热和酸催化剂的作用下，将磷酸酯或亚磷酸酯与含有不同烷氧基数目的硅烷水解聚合得到相应结构的磷改性有机硅树脂。

技术领域

本发明涉及硅树脂合成领域，具体是一种含磷有机硅树脂以及该树脂的制备方法。

背景技术

有机硅树脂在耐候、耐高温、绝缘、阻燃、耐紫外辐射涂层等领域有重要的应用，有机硅树脂的结构组成对其性能的发挥至关重要，随着应用需求的不断升级，对有机硅树脂的相关性能要求越来越高，为了提升有机硅树脂的相关性能，在有机硅树脂结构中引入其他的功能单元是最常见的一种方法。

在已公开的发明专利CN 101671568中，作者公开了一种含磷有机硅树脂阻燃剂的制备方法，在该方法中需要分别单独合成氯化磷酸酯前体和有机硅树脂，然后将二者在缚酸剂的作用下发生氨基和P-Cl键的缩合反应形成公开文件中相应结构的含磷硅树脂，该硅树脂同时含具有阻燃作用的磷、氮、硅单元，从而可以表现出较好的协同阻燃效果；在文件CN 1631942中也公开了一种通过氨基和P-Cl键的缩合反应制备的一种含磷聚硅氧烷。

在发明专利CN 103224707中公开了一种有机硅树脂和磷酸多元醇酯三聚氰胺交织复合物的制备方法，在该方法中首先将磷酸与多元醇发生酯化反应形成磷酸多元醇酯，然后利用磷酸酯中未反应的磷酸基团与三聚氰胺进行中和反应成盐，并且在成盐反应的同时将含有固化催化剂的硅树脂共混其中并加热固化形成最终的交织复合物，该交织复合物表现出更好的耐温以及阻燃性能，公开文件中的交织复合物中有机硅树脂和磷酸多元醇酯三聚氰胺只是在固化后交织在一起，它们之间并未形成化学键。

在专利CN 106700078中公开了一种以含氢硅油作为前体，通过硅氢/乙烯基加成反应引入含硅侧链以及含有环氧基团的缩水甘油醚结构，再在三苯基膦或三乙醇胺催化剂作用下发生环氧基团和活性磷组分的反应形成P-C键，再经过一步反应后最终得到侧链含有磷、氮、硅的一维聚硅氧烷化合物，并且该化合物也具有比较好的阻燃效果。

上述合成磷改性有机硅化合物的方法都需要将有机硅聚合物先合成出来然后再进行“后改性”，这是一种“自上而下”的方法，在制备相关产品时工艺较为繁琐，改性的有机硅高分子材料成本较高；针对上述的技术不足和缺陷，本发明提供一种“自下而上”的直接合成方法，在该方法中直接使用合适的含磷小分子与合成有机硅树脂的相关硅烷在催化剂的作用下聚合而得，该方法工艺简单，并且易于调整树脂的结构。

发明内容

本发明旨在简化合成含磷有机硅树脂的工艺，提供了一种磷改性有机硅树脂的制备方法。

本发明涉及的一种含磷有机硅树脂，其结构通式为：

(PO_1.5)_h(R¹₃SiO_0.5)_i(R²₂SiO)_j(R³SiO_1.5)_k(SiO₂)_l

或(OPO_1.5)_h(R¹₃SiO_0.5)_i(R²₂SiO)_j(R³SiO_1.5)_k(SiO₂)_l。

其中每一个R¹，R²，R³为独立的1~10个碳原子的饱和烷烃基，如甲基、乙基、丙基、丁基、环己基等，或芳香烃基，如苯基、苄基、苯乙基等；h为大于0的整数；j，k，l为独立的不小于0的整数，并且至少一个不为0；i为大于0的整数。