[发明专利]含P、N、Si的高度支化大分子阻燃剂及其制备方法

权利要求书

1.含P、N、Si的高度支化大分子阻燃剂，其特征在于，是由以下原料缩合反应制得：

A.具有至少三个缩合性官能团的硅烷化合物；

B.脂肪酸改性的含N多元醇；

C.含P多元醇；

所述脂肪酸改性的含N多元醇为脂肪酸改性的1,3,5-三(2-羟乙基)氰尿酸，制备方法如下：将1,3,5-三(2-羟乙基)氰尿酸和脂肪酸进行高温缩合酯化反应，且保留1,3,5-三(2-羟乙基)氰尿酸上的至少一个羟基没有被脂肪酸酯化；

所述脂肪酸改性的1,3,5-三(2-羟乙基)氰尿酸的具体制备方法，包括如下步骤：

S1、将1,3,5-三(2-羟乙基)氰尿酸、脂肪酸、催化剂混合在抽真空的条件下在120-220℃下反应；

S2、每隔1-2h测一次酸值，直至酸值降到5以内，得到的粘稠液体即为脂肪酸改性的1,3,5-三(2-羟乙基)氰尿酸；

步骤S1中，所述1,3,5-三(2-羟乙基)氰尿酸与脂肪酸摩尔比为1:1到1:2；

所述含P多元醇为三羟甲基氧化膦。

2.根据权利要求1所述的高度支化大分子阻燃剂，其特征在于：所述具有至少三个缩合性官能团的硅烷化合物具有如下通式所示的结构：

其中，R₃、R₄、R₅、R₆、R₇和R₈各自独立地选自由C₁-C₆烷氧基、C₂-C₆烯氧基、C₆-C₁₀芳氧基、C₁-C₆烷酰氧基、C₆-C₁₀芳酰氧基、C₁-C₆烷酮肟基和C₆-C₁₀芳酮肟基组成的组，其中R₃、R₄、R₅、R₆、R₇和R₈是相同的或不同的；

并且n为0至4的整数。

3.根据权利要求2所述的高度支化大分子阻燃剂，其特征在于：所述具有至少三个缩合性官能团的硅烷化合物选自四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、苯基三甲氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、巯丙基三甲氧基硅烷、N-氨酰基-3-氨丙基三乙氧基硅烷、胺丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷、甲基三乙酰氧基硅烷、甲基三丁酮肟基硅烷、甲基三异丙烯氧硅烷、α-单甲基,ω-三甲氧基聚二甲基硅氧烷、α-单甲基,ω-三乙氧基聚二甲基硅氧烷、α-单甲基,ω-三丙氧基聚二甲基硅氧烷中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的高度支化大分子阻燃剂，其特征在于：步骤S1中，所述催化剂为对甲苯磺酸、氯化亚锡、二月桂酸二丁基锡、钛酸四丁酯中的一种或多种；所述催化剂用量为0.1％-1％。

5.根据权利要求1所述的高度支化大分子阻燃剂，其特征在于：步骤S1中，所述脂肪酸为C_7-18饱和或不饱和脂肪酸。

6.根据权利要求5所述的高度支化大分子阻燃剂，其特征在于：步骤S1中，所述脂肪酸为C₉-C₁₂的长链脂肪酸。

7.如权利要求1-6中任一所述高度支化大分子阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S11、将具有至少三个缩合性官能团的硅烷化合物、脂肪酸改性的1,3,5-三(2-羟乙基)氰尿酸和三羟甲基氧化膦加入反应器中；

S12、在氮气气氛下，100-200℃反应5-10个小时，得到粘稠状的高度支化的阻燃剂；

所述具有至少三个缩合性官能团的硅烷化合物、脂肪酸改性的1,3,5-三(2-羟乙基)氰尿酸和三羟甲基氧化膦的摩尔比为x:y:z，其中x＝1-9，y＝1-9，z＝1-9；

所述反应器带有搅拌装置、温度计、氮气气氛和冷凝收集装置。