[发明专利]一种含磷的梯形聚硅氧烷及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种含磷的梯形聚硅氧烷及其制备方法，本发明所提供的一种含磷的梯形聚硅氧烷，其梯形聚硅氧烷的侧基、桥基和/或封端官能基上具有9,10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物(DOPO)衍生物结构片段；本发明利用9,10‑二氢‑9‑氧杂‑10‑磷杂菲‑10‑氧化物衍生物的磷氢键与含有碳碳双键的梯形聚硅氧烷发生加成反应得到一种新型含磷梯形聚硅氧烷化合物；本发明的含磷的梯形聚硅氧烷兼具磷和硅两种具有阻燃性能的元素，通过调节梯形聚硅氧烷片段的结构以及DOPO衍生物片段适用于不同的高分子材料，提高其阻燃性能。

技术领域

本发明属于阻燃剂技术领域，具体涉及一种含磷的梯形聚硅氧烷及其制备方法和应用。

背景技术

高分子材料由于其丰富的来源、易于加工、性能优越、品种多，价格便宜等特性，已广泛应用于航天航空、电子信息、家用电器、汽车工业等诸多领域。但是这些高分子材料大多是易燃材料，易酿成火灾，严重威胁着人类的生命财产安全，因此，高分子材料的阻燃是制约着高分子材料应用的问题。阻燃剂，赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂，阻燃剂主要有氮系阻燃剂，磷系阻燃剂，硅系阻燃剂等。

氮系阻燃剂由于其无卤、低毒、低烟、对热和光的高稳定性以及较高的阻燃效率等优点，近年来在国内外得到了广泛的研究和应用。

磷系阻燃剂之一代表为9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)型阻燃剂，其是有机磷类杂环化合物；DOPO具有较高的热稳定性，抗氧化性和优良的耐水性，是良好的反应型和添加型阻燃剂，其主要用于聚酯纤维、聚氨酯泡沫塑料、热固型树酯及粘接剂的阻燃，由于其优异的阻燃性能，其衍生结构一直是阻燃剂研发的热点。

含硅阻燃剂是近年来新兴起的一种环保型阻燃剂，硅系阻燃剂不仅可以改善材料的阻燃性能和抑烟性能，而且可以提高高分子材料的加工性能，机械性能和耐热性能。有机硅为有机—无机杂化结构，具有一定的阻燃性，近年来在聚碳酸酯(PC)阻燃方面获得较多应用与研究。有关高度交联结构的苯基聚倍半硅氧烷、支链型的有机硅树脂以及聚二甲基硅烷阻燃PC均有报道，但阻燃效果随有机硅结构不同有较大的差别。在达到同样阻燃效果下，苯基聚倍半硅氧烷用量大，并且对基材的力学性能有较大的损害；聚二甲基硅氧烷与PC相容性差，直接添加基本无阻燃作用；此外，含有适量苯基的甲基苯基硅树脂对PC有一定阻燃作用，且对PC的力学性能影响小，但关于这一类物质的合成、结构与阻燃PC性能之间关系的研究尚未见明显报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种新型的能够兼具良好阻燃效果且对高分子材料尤其是聚碳酸酯的力学性能影响较小的含磷的梯形聚硅氧烷，该含磷的梯形聚硅氧烷还能够对结构做适当调整以拓展并提升其应用效果。

本发明同时还提供了一种上述含磷的梯形聚硅氧烷的制备方法。

本发明同时还提供了一种阻燃剂，该阻燃剂包括上述含磷的梯形聚硅氧烷。

本发明同时还提供了一种将上述阻燃剂应用于聚碳酸酯的阻燃的用途。

为解决上述技术问题，本发明采用如下的一种技术方案：

一种含磷的梯形聚硅氧烷，所述梯形聚硅氧烷的结构上包含侧基、桥基和封端官能基，其特征在于，所述梯形聚硅氧烷的侧基、桥基和封端官能基中的至少一个基团上具有9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物衍生物结构片段，所述9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物衍生物结构片段如式(1)所示：

式(1)中，

R^a-R^h分别独立地选自氢、C1-5的烷基、硝基、C1-5的烷氧基、芳基、卤素取代的芳基或芳氧基。

根据本发明的一些优选方面，所述含磷的梯形聚硅氧烷的结构为式(2)所示结构：