[发明专利]一种侧链含DOPO基的聚磷硅炔阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种侧链含DOPO基的聚磷硅炔阻燃剂及其制备方法，该阻燃剂以三氯乙烯、乙烯基二氯硅烷、9,10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物(DOPO)为主要原料，通过如下反应制备而得；三氯乙烯与丁基锂反应生成乙炔基双锂；乙炔基双锂与乙烯基二氯硅烷反应生成聚乙烯基硅炔聚合物；聚乙烯基硅炔聚合物与9,10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物(DOPO)反应，得到一种侧链含DOPO基的聚磷硅炔阻燃剂。该阻燃剂结构中的‑C≡C‑基团可交联固化形成网状结构，具有较高的质量保留率和热稳定性能，同时，结构中含有的硅元素和侧链的DOPO基团具有阻燃作用，能够赋予其较好的阻燃性能。

技术领域

本发明涉及含磷阻燃剂的合成技术领域，尤其涉及一种侧链含DOPO基的聚磷硅炔阻燃剂及其制备方法。

背景技术

有机高分子材料是以高分子化合物为主要成分，通过与各种添加剂(或配合剂)的配合，经过适当的成型加工制备而成的一类通用材料，主要包括塑料、橡胶、纤维、树脂等，在建筑、交通、电器等诸多领域具有非常广泛的应用。然而，大部分的有机高分子材料极易燃烧烧，这些易燃材料引发的火灾是最常见、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。因此，开发新型高效、多功能的阻燃材料已成热点的研究课题。

含卤素阻燃剂的材料因为燃烧时会生成有毒、腐蚀性的气体，已被许多国家和领域限制使用。因此，无卤阻燃剂的研究和开发引起研究者的广泛重视，其中，9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物作为重要的含磷阻燃剂，具有添加量少、阻燃效果好、适用性强等特点，是一类极具前景的阻燃材料。Carja等[12]利用DOPO衍生物与苯基磷酰二氯反应，制备了新型含磷杂菲阻燃剂(PFR)，通过该阻燃剂改性的环氧树脂氧指数达到40.0％，并且能够通过垂直燃烧的V-0级，但PFR的加入降低了改性环氧树脂的热稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种侧链含DOPO基的聚磷硅炔阻燃剂及其制备方法，提高环氧树脂、不饱和树脂、丙烯酸树脂等有机高分子材料的阻燃性能与热稳定性。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种侧链含DOPO基的聚磷硅炔阻燃剂，所述阻燃剂的结构式为：

其中，R为氢、甲基、乙基或苯基。

为了解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案为：

一种侧链含DOPO基的聚磷硅炔阻燃剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

1)在惰性气体保护下，通过三氯乙烯与丁基锂的反应，生成乙炔基双锂；

2)在惰性气体保护下，通过乙炔基双锂与乙烯基二氯硅烷的反应，生成聚乙烯基硅炔聚合物；

3)在惰性气体保护下，以偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂，通过聚乙烯基硅炔聚合物与DOPO的反应，得到一种侧链含DOPO基的聚磷硅炔阻燃剂。

本发明的有益效果在于：在本发明中，一种侧链含DOPO基的聚磷硅炔阻燃剂结构中含有的-C≡C-基团可交联固化形成网状结构，具有较高的质量保留率和热稳定性能，同时，结构中含有的硅元素和侧链的DOPO基团具有阻燃作用，能够赋予其较好的阻燃性能，该阻燃剂可以用于提高环氧树脂、不饱和树脂、丙烯酸树脂等有机高分子材料的阻燃性能与热稳定性，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。

本发明的目的之一是提供一种侧链含DOPO基的聚磷硅炔阻燃剂，该阻燃剂具有如下的结构式：

其中，R可以为氢、甲基、乙基或苯基。