[发明专利]阻燃剂卤代四芳基硅酸酯化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅酸四(三溴苯氧基卤丙基)酯化合物及其制备方法。硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯是一种具有硅、卤多元素协同阻燃的高效阻燃剂，有较好的芳醚硅酸酯对称结构，该结构特点赋予产品与材料有较好的相容性、良好的分散性、热稳定性、高效阻燃性、优良的增塑性及友好的加工性能，适合用于聚氯乙烯、聚氨酯、环氧树脂、不饱和树脂等的阻燃增塑添加剂。

背景技术

由于科学技术的发展和人民生活水平的提高，人们的安全意识逐渐增强，特别是易燃高分子材料的广泛使用，从而促进了阻燃科学技术与阻燃剂工业的快速发展，又由于全球阻燃剂无卤化的推进，为了继承卤系阻燃剂综合性价比高的优点，对高效卤系阻燃剂的开发成为研究的重要课题。本发明是用多晶硅产业的副产物四氯化硅为主要原料合成一种分子内具有硅、卤多重阻燃元素的阻燃剂；硅、卤元素以不同的机理气固相协同阻燃产生协同阻燃增效作用，使产品具有高效阻燃性；本发明具有较好的环境效益，且设计结构新颖，对称性好，有较好阻燃性和增塑性及优良的应用加工性能，有很好的工业化前景。

发明内容

本发明的目的之一在于提出用多晶硅产业的副产物四氯化硅为主要原料合成一种具有硅、卤协同阻燃的高效阻燃剂硅酸四(三溴苯氧基卤丙基)酯化合物，其阻燃增塑性好，可克服现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种硅酸四(三溴苯氧基卤丙基)酯化合物，其特征在于，该化合物的结构如下式所示：

其式中m＝0时n＝1；m＝1时n＝0；X为Br或Cl。

本发明的另一目的在于提出一种如上所述硅酸四(三溴苯氧基卤丙基)酯的制备方法，其工艺简单、易于规模化生产，且原料廉价易得，设备投资少，成本低廉，该方法为：

搅拌条件下，在20℃将三溴苯氧基卤丙醇溶解于适量有机溶剂中，再将1/4摩尔数的四氯化硅滴加到上述混合液中，滴加过程控制温度不高于35℃，而后在65～120℃温度下反应6～10h，加入1％～3％的缚酸剂，调节反应液的pH＝5-6，搅拌1h，过滤，减压蒸出有机溶剂溶剂，得产品硅酸四(三溴苯氧基卤丙基)酯。

如上所述三溴苯氧基卤丙醇为三溴苯氧基氯丙醇、三溴苯氧基溴丙醇或三溴苯氧基氯丙醇异构体的混合物或三溴苯氧基溴丙醇的混合物；

如上所述有机溶剂为四氢呋喃、乙腈、二氯乙烷、二氧六环或二乙二醇二甲醚；

如上所述将三溴苯氧基卤丙醇溶解于适量有机溶剂中为三溴苯基氧基卤丙醇的质量与有机溶剂的体积比选自1∶1-1∶4；

如上所述缚酸剂为三乙胺、N，N-二甲基苯胺、吡啶或三聚氰胺。

本发明所用的主要原料三溴苯氧基卤丙醇合成过程中一般得到的是异构体的混合物，其结构相近，其合成的阻燃剂性能也很相近，因而不作具体异构体注明。

本发明的硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯为无色或淡黄色液体，产率为94.5％～97.6％，其闪点(开口杯)：230±5℃，分解温度：298±5℃，密度(25℃)：2.12g/cm³，折光率：n_D²⁵＝1.6651；硅酸四(三溴苯氧基溴丙基)酯为无色或淡黄色液体，产率为94.5％～97.6％，其闪点(开口杯)：220±5℃，分解温度：290±5℃，密度(25℃)：2.16g/cm³，折光率：n_D²⁵＝1.6660；其适合作为聚氯乙烯、不饱和树脂、聚酯、环氧树脂等材料的阻燃剂。

硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯的合成工艺原理如下式所示：

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

①由于本发明硅卤协同阻燃增塑剂硅酸四(三溴苯氧基卤丙基)酯的结构具有较好的对称性特征，其物理化学性能稳定，与高分子材料相溶性好，加工性能好，多元素协同阻燃效能高，硅酸酯结构增塑性好。

②本发明以多晶硅产业副产物四氯化硅为原料合成硅、卤协同阻燃增塑剂硅酸四(三溴苯氧基卤丙基)酯。可解决四氯化硅综合利用的难题，又开辟了廉价优良的阻燃增塑剂新品种。

③本发明制备方法简单，原料廉价易得，成本低，易于规模化生产。

附图说明

为了进一步说明产品的结构和性能特给出如下附图。

1、硅酸四(三溴苯氧基氯丙基)酯的红外光谱图，详见说明书附图图1，