[发明专利]一种环氧基含镧聚倍半硅氧烷阻燃材料的制备方法

说明书

本发明涉及硅氧烷阻燃材料技术领域，具体关于一种环氧基含镧聚倍半硅氧烷阻燃材料的制备方法；本发明提供一种环氧基含镧聚倍半硅氧烷阻燃材料的制备方法：20‑30份烯丙基缩水甘油醚和0.002‑0.05份三[双(三甲基硅)氨基]镧，0.5‑2份1,1′‑双(二甲基硅基)二茂铁，0.1‑0.7份的卡斯泰德催化剂，50‑62份乙烯基四甲基二硅烷和4‑8份八乙烯基八硅倍半氧烷制备得到的环氧基含镧聚倍半硅氧烷阻燃材料在阻燃和高强度复合材料领域应用潜力巨大。

技术领域

该发明涉及硅氧烷阻燃材料技术领域，尤其是一种环氧基含镧聚倍半硅氧烷阻燃材料的制备方法。

背景技术

倍半硅氧烷是一种有机硅化合物，其化学式为[RSiO_3/2]n(R＝H，烷基，芳基或烷氧基)。倍半硅氧烷是无色固体，采用笼状或聚合结构，具有Si-O-Si键和四面体Si顶点。倍半硅氧烷是多八面体倍半硅氧烷(POSS)的一种，作为陶瓷材料和纳米复合材料的前驱体引起了人们的关注。不同的取代基(R)可以连接到Si中心。这些分子是不寻常的，因为它们具有无机硅酸盐核和有机表面。硅芯具有刚性和热稳定性。

环氧基POSS的活性基团能与氨基、羧基等基团反应，可接枝到聚合物侧链，也可参与交联网络固化。Sellinger等利用八氢基POSS和烯丙基缩水甘油醚，通过硅氢加成反应，首次合成了八环氧基POSS。Lee等先合成了烯丙基POSS，再利用间氯过氧苯甲酸将双键氧化成环氧基，制备了环氧基POSS。

中国专利公开号为CN105670259B提供一种聚硼硅氧烷阻燃剂，其是先由三乙氧基硼烷、四氯化硅、茂金属催化剂和助催化剂后反应生成的聚硼硅氧烷中间体；再将聚硼硅氧烷中间体与四氯化硅、蒸馏水反应得的水解产物进行洗涤、去除小分子后制得，其产率高、纯度高；且聚硼硅氧烷阻燃剂为透明状、耐高温而不易析出；另外聚硼硅氧烷分子量和分子量分布可控。本发明的第二个目的是提供一种高透明无卤阻燃的含有聚硼硅氧烷阻燃剂的聚碳酸酯复合材料及其制备方法，聚硼硅氧烷阻燃剂可以明显提高聚碳酸酯的阻燃性能与极限氧指数。

中国专利申请号为CN201710045703.X申请了一种反应型聚硅氧烷阻燃涂层及其制备方法，属于阻燃涂层技术领域。该涂层成分由硅烷偶联剂、聚磷酸铵、成膜剂、聚硅氧烷阻燃剂、湿润剂和乙醇组成。本发明的成膜剂与硅烷偶联剂同时起到成膜作用，硅烷偶联剂又能与所合成的聚硅氧烷阻燃剂发生相互作用，硅烷偶联剂与阻燃剂既可以对聚磷酸铵实施微胶囊化又可进行反应，得到空间交联网状结构的反应型聚硅氧烷阻燃涂层，该涂层以乙醇为溶剂，并且整个体系中原料均为环境友好型试剂，对环境与操作人员均无危害；该涂层为反应型涂层，阻燃效率高，可使聚丙烯的极限氧指数LOI达到31.3％并通过UL-94V0测试。

然而现有技术及文献中记载的制备得到的聚倍半硅氧烷阻燃材料一般存在产率不高，阻燃性能提升的同时难免使得材料机械性能遭遇损失。

发明内容

本发明旨在提供一种环氧基含镧聚倍半硅氧烷阻燃材料的制备方法，属于硅氧烷阻燃材料技术领域。通过本发明制备得到的环氧基含镧聚倍半硅氧烷阻燃材料具有产品收率高，阻燃性能优异，同时对材料的机械性能无影响的技术效果。

本发明的技术方案是：

一种环氧基含镧聚倍半硅氧烷阻燃材料的制备方法，其操作步骤为：

S1：按重量份，在反应釜中加入20-30份烯丙基缩水甘油醚和0.002-0.05份三[双(三甲基硅)氨基]镧，0.5-2份1,1′-双(二甲基硅基)二茂铁，100-120份溶剂，搅拌混合均匀，在60-75℃条件下反应0.5-2h；

S2：然后将50-62份乙烯基硅烷滴加到反应釜中，在62-77℃条件下反应2-5h；

S3：再加入4-8份倍半氧化物，于70-85℃反应5-10h，减压旋蒸除去溶剂，得到环氧基含镧聚倍半硅氧烷。