一种有机硅阻燃剂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种有机硅阻燃剂的制备方法：在反应釜中加入二甲基硅氧烷，氨基硅烷，复合催化剂，在适宜温度下反应，再经蒸馏，提纯产物去除未反应单体，得到产品。

Preparation method of organosilicon flame retardant

The present invention provides a silicone flame retardant agent preparation method: adding two methyl siloxane in reactor, amino silane, composite catalyst, reaction at appropriate temperature, followed by distillation, purification product removal of unreacted monomer, get the product.

【技术实现步骤摘要】
一种有机硅阻燃剂的制备方法
本专利技术涉及一种有机硅阻燃剂的制备方法。
技术介绍
有机硅阻燃剂是一种新型高效、低毒、防熔滴、环境友好的无卤阻燃剂，也是一种成炭型抑烟剂。有机硅阻燃剂在赋予基材优异的阻燃性能之外，还能改善基材的加工性能、耐热性能等。对有机硅系阻燃材料的研究主要是通过改进分子结构、提高相对分子质量、共混等来提高阻燃抑烟效果、改善成炭性及基体材料的加工和力学性能。含硅基团具有较高的热稳定性、氧化稳定性、憎水性以及良好的柔顺性，利用聚合、接枝、交联技术把含硅基团导入高聚物分子链上，所得含硅阻燃高聚物除具有阻燃、耐热、抗氧化、不易燃烧等特点外，还具有较高的耐湿性和分子柔顺性，加工性能也得到改善。日前，有机硅阻燃剂主要有硅树脂阻燃剂和聚硅硼氧烷阻燃剂。阻燃的方法可以是直接将有机硅阻燃剂加入到高分子材料中，也可以是将一些带官能团(如端羟基、氨基或环氧基)的聚硅氧烷链段嵌入到一些聚合物中。有机硅阻燃剂是按凝聚相阻燃机理，即通过生成裂解炭层和提高炭层的抗氧化性实现其阻燃功效的。高分子材料中添加有机硅阻燃剂后，有机硅阻燃剂多半会迁移到材料表面，形成表面为有机硅阻燃剂富集层的高分子梯度材料。一旦燃烧，就会生成聚硅氧烷特有的、含有Si键和(或)Si-C键的无机隔氧绝热保护层。这既阻止了燃烧分解产物外逸，又抑制了高分子材料的热分解，达到了阻燃、低烟和低毒等目的。CN105038242A公开了一种有机硅阻燃剂及其制备方法，所述有机硅阻燃剂，按照重量份的原料为：有机硅橡胶废料20-40份、双氰胺10-20份、硅烷偶联剂1-5份、强碱5-15份、醇80-120份、水30-50份、阻燃增效组合物2-20份；所述阻燃增效组合物按照重量份的组分为：碳纳米管4-6份、纳米介孔分子筛4-6份、纳米凹凸棒土4-6份、纳米氮化硅1-3份、纳米硅粉1-3份。CN102558750A公开了一种用于ABS的有机硅阻燃剂及其制备方法，涉及一种阻燃剂。提供一种与ABS相容性好，在保持ABS原有的优良性能的基础上，具有对ABS力学性能影响小、添加量较少、阻燃性能优良等特点的用于ABS的有机硅阻燃剂及其制备方法。所述用于ABS的有机硅阻燃剂为聚合物。在N2保护的条件下，将二甲基硅氧烷环体、氨基硅烷、三烷氧基硅烷和催化剂进行反应，以六甲基二硅氧烷为封端剂，在80～140℃下反应，反应完毕后，减压抽出低沸物，得到用于ABS的有机硅阻燃剂产品。现有技术中的有机硅阻燃剂制备技术大都采用无机碱催化剂，不易与产品分离，污染环境，对聚碳酸酯的阻燃性的仍有待提高。
技术实现思路
本专利技术目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种有机硅阻燃剂的制备方法，其特征在于制备步骤包括：（1）复合催化剂的制备：按重量份，将100份1，5，7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯聚苯乙烯，0.01-0.05份的N-[3,5-双(三氟甲基)苯基]-N'-[(2S)-2-吡咯烷甲基]硫脲，0.01-0.05份的双三环己基二氯化钯，室温下浸泡20-60h，过滤，烘干，制得复合催化剂。（2）合成反应：在反应釜中加入二甲基硅氧烷，氨基硅烷，复合催化剂，加入重量比为100:1-5：1-10，反应温度为20～70℃，反应1-8小时，再经蒸馏，提纯产物去除未反应单体，得到产品。所述所述氨基硅烷包括3-氨丙基三甲氧基硅烷，3-氨丙基三乙氧基硅烷，γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷，N-β-（氨乙基）-γ-氨丙基三甲氧基硅烷，N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，N-(γ,-二甲氨丙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。优选γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷，N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷。1，5，7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯聚苯乙烯为市售产品，如瑞典BIOTAGE公司生产的产品。步骤1中的N-[3,5-双(三氟甲基)苯基]-N'-[(2S)-2-吡咯烷甲基]硫脲为市售产品，如北京氯百草科技发展有限公司生产的产品。分子式为：C14H15F6N3S。步骤2中的二甲基硅氧烷，r-氨基丙基三乙氧基硅烷，双三环己基二氯化钯均为市售产品，本专利技术由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：采用固体碱催化剂1，5，7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯聚苯乙烯，负载N-[3,5-双(三氟甲基)苯基]-N'-[(2S)-2-吡咯烷甲基]硫脲制备了有机硅阻燃剂，用于聚碳酸酯的阻燃改性，具有添加量小，阻燃效应优良的特点，有机硅阻燃剂加量5wt%,对聚碳酸酯的阻燃剂的提高非常显著，UL94（1.6mm）可以达到V-0级，LOI从25.1增加39.8。具体实施方式以下实例仅仅是进一步说明本专利技术，并不是限制本专利技术保护的范围。实施例1：（1）复合催化剂的制备：在500L反应釜中加入1，5，7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯聚苯乙烯50Kg，N-[3,5-双(三氟甲基)苯基]-N'-[(2S)-2-吡咯烷甲基]硫脲0.015Kg，双三环己基二氯化钯0.02Kg，浸泡在300Kg去离子水中40h，过滤，烘干，得到复合催化剂产品。（2）合成反应：在1000L反应釜中加入二甲基硅氧烷100Kg，γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷3Kg，然后加入5Kg的步骤1所制备的复合催化剂；在50℃，反应5小时后，冷却至室温条件下，再经蒸馏，提纯产物去除未反应单体，得到产品，产品编号M-1。实施例2：（1）复合催化剂的制备：在500L反应釜中加入1，5，7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯聚苯乙烯50Kg，N-[3,5-双(三氟甲基)苯基]-N'-[(2S)-2-吡咯烷甲基]硫脲0.01Kg，双三环己基二氯化钯0.01Kg，浸泡在300Kg去离子水中20h，过滤，烘干，得到复合催化剂产品。（2）合成反应：在1000L反应釜中加入二甲基硅氧烷100Kg，γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷1Kg，然后加入1Kg的步骤1所制备的复合催化剂；在20℃，反应1小时后，冷却至室温条件下，再经蒸馏，提纯产物去除未反应单体，得到产品。产品编号M-2。实施例3：（1）复合催化剂的制备：在500L反应釜中加入.1，5，7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯聚苯乙烯50Kg，N-[3,5-双(三氟甲基)苯基]-N'-[(2S)-2-吡咯烷甲基]硫脲0.05Kg，双三环己基二氯化钯0.05Kg，浸泡在300Kg去离子水中60h，过滤，烘干，得到复合催化剂产品。（2）合成反应：在1000L反应釜中加入二甲基硅氧烷100Kg，N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷5Kg，然后加入10Kg的步骤1所制备的复合催化剂；在70℃，反应8小时后，冷却至室温条件下，再经蒸馏，提纯产物去除未反应单体，得到产品，产品编号M-3。比较例1：不加入N-[3,5-双(三氟甲基)苯基]-N'-[(2S)-2-吡咯烷甲基]硫脲，其它同实施例1。所得产品编号为M-4。比较例2：不加入γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷，其它同实施例1。所得产品编号为M-5。比较例3：不加入双三环己基二氯化钯，其它同实施例1。所得产品编号为M-6。比较例4.不加入复合催化剂，用氢氧化钾代替，其它同实施例1。所得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机硅阻燃剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤在反应釜中加入二甲基硅氧烷，氨基硅烷，复合催化剂，加入重量比为100:1‑5：1‑10，反应温度为20～70℃，反应1 ‑8小时，再经蒸馏，提纯产物去除未反应单体，得到产品。

【技术特征摘要】
1.一种有机硅阻燃剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤在反应釜中加入二甲基硅氧烷，氨基硅烷，复合催化剂，加入重量比为100:1-5：1-10，反应温度为20～70℃，反应1-8小时，再经蒸馏，提纯产物去除未反应单体，得到产品。2.权利要求1所述的一种有机硅阻燃剂的制备方法，其特征在于复合催化剂的制备方法包括：按重量份，将100份1，5，7-三氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯聚苯乙烯，0.01-0.05份的N-[3,5-双(三氟甲基)苯基]-N'-[(2S)-2-吡咯烷甲基]硫脲，0.01-0.05份的双三环己基二氯化钯，室温下浸泡20-60h，过滤，烘干...

【专利技术属性】
技术研发人员：王荣军，吴健泳，
申请(专利权)人：衢州普信新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33