[发明专利]聚二甲基硅酸四溴双酚A酯聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种硅、溴双元素协同阻燃剂聚二甲基硅酸四溴双酚A酯聚合物及其制备方法，该聚合物适合用作聚烯烃、聚酯、聚氨酯、聚酰胺、环氧树脂、不饱和树脂等的阻燃剂。

背景技术

随着科技的进步，合成纤维、塑料、橡胶等高分子材料越来越广泛的应用于各个领域。这些高分子材料大多是易燃的，经常引起火灾，对人们的生命财产安全造成严重的威胁。为了解决合成材料的易燃及燃烧时滴落等问题，最有效的方法是加入阻燃剂。目前卤系阻燃剂是产量和使用量最大的有机阻燃剂。但是，随着人们环境保护意识的不断提高，无卤化的研究和开发得到了迅速的发展。同时由于暂时还难以找到综合性价比优良的卤系阻燃剂的替代品，所以卤系阻燃剂仍将在阻燃领域占据主导地位，高效、低毒的卤系阻燃剂新品种的开发应用具有重要的意义。

本发明公开了一种硅、溴双元素协同阻燃剂聚二甲基硅酸四溴双酚A酯聚合物及其制备方法。硅和溴双元素协同阻燃，硅元素能促进高分子材料成炭，生成致密的硅炭层；溴元素在燃烧或者受热时能够生成溴化氢，与阻燃增效剂三氧化二锑反应生成溴化锑，覆盖在材料表面，隔离可燃物与氧气，两种阻燃元素协同阻燃，极大地提高了阻燃效能。本发明阻燃剂阻燃效能高，与高分子材料相容性好，应用范围广，有很好的应用开发前景。

发明内容

本发明的目的之一在于提出一种硅、溴协同阻燃剂聚二甲基硅酸四溴双酚A酯聚合物，其阻燃效能高，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：

聚二甲基硅酸四溴双酚A酯聚合物，其特征在于，该聚合物的结构如下式所示：

本发明的另一目的在于提出聚二甲基硅酸四溴双酚A酯聚合物的制备方法，其工艺简单，设备投资少，易于规模化生产，且原料廉价易得，成本低廉，该方法一为：

在装有搅拌器、温度计和冷凝管，并在冷凝管上口装有干燥管的反应器中，用氮气置换掉反应器内的空气，将四溴双酚A溶于有机溶剂，加入相对于四溴双酚A 2～2.5倍摩尔的三乙胺，滴加与四溴双酚A等摩尔的二甲基二卤硅烷，以滴加速度控制反应温度不高于40℃，滴完后在40℃～70℃下反应7～14h，再滴加质量克数相对于二甲基二卤硅烷摩尔数1～3倍的甲醇作封端剂，保温反应0.5h；降温至30℃以下，再加入适量体积蒸馏水洗涤两次，分液，将所得到的有机层用干燥剂进行干燥，抽滤，滤液减压蒸馏除去有机溶剂，得聚二甲基硅酸四溴双酚A酯。

该方法二为：

在装有搅拌器、温度计和分水装置的反应器中，用氮气置换掉反应器内的空气，加入四溴双酚A、有机溶剂和相对于四溴双酚A 2倍摩尔的氢氧化钠，加热回流反应3h，定量分出生成的水；降温至30℃以下，滴加与四溴双酚A等摩尔的二甲基二卤硅烷，以滴加速度控制反应温度不高于40℃，滴完后升温至40℃～70℃，保温反应6～14h；再滴加质量克数相对于二甲基二卤硅烷摩尔数0.5～2倍的甲醇作封端剂，保温反应0.5h；降温至30℃以下，抽滤除去卤化钠及少量不溶固体，滤液减压蒸馏除去溶剂及少量低沸点物，得聚二甲基硅酸四溴双酚A酯。

该方法三为：

在装有搅拌器、温度计和分馏装置的反应器中，用氮气置换掉反应器内的空气，加入四溴双酚A、有机溶剂和相对于四溴双酚A 2倍摩尔的甲醇钠，加热分馏反应2h，控制分馏柱顶温度不高于65℃，定量分出生成的甲醇；降温至30℃以下，滴加与四溴双酚A等摩尔的二甲基二卤硅烷，以滴加速度控制反应温度不高于40℃，滴完后升温至40℃～70℃，保温反应7～14h；再滴加质量克数相对于二甲基二卤硅烷摩尔数0.5～2倍的甲醇作封端剂，保温反应0.5h；降温至30℃以下，抽滤除去卤化钠及少量不溶固体，滤液减压蒸馏除去溶剂及少量低沸点物，得聚二甲基硅酸四溴双酚A酯。

如上方法一所述的有机溶剂为甲苯、二甲苯、氯仿或二氯乙烷，其用量体积毫升数是四溴双酚A的质量克数的2～5倍。

如上方法一所述加入适量体积蒸馏水为蒸馏水的体积毫升数是产物理论质量克数的1～2倍。

如上方法一所述的干燥剂为无水硫酸钠或无水硫酸镁，其用量质量克数是有机溶剂的体积毫升数的5％～10％。

如上方法二和方法三所述的有机溶剂为苯、甲苯或二甲苯，其用量体积毫升数是四溴双酚A的质量克数的4～6倍。

如上方法一、方法二和方法三所述的二甲基二卤硅烷为二甲基二氯硅烷或二甲基二溴硅烷。