一种硅烷阻燃剂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种硅烷阻燃剂的制备方法，加入100份玻璃微珠，乙烯基三乙氧基硅烷、以及4‑(3‑CBZ‑氨基‑3‑甲酸甲酯烯丙基)‑1‑N‑BOC‑哌啶，4‑四氢‑1H‑吡咯‑1‑基戊‑3‑烯‑2‑酮，2，4，6‑三(2，4，6‑三溴苯氧基)‑1，3，5‑三嗪，以及聚合助剂，在70℃‑90℃反应10‑18h，过滤，烘干后得到产品。

Preparation of a silane flame retardant

【技术实现步骤摘要】
一种硅烷阻燃剂的制备方法
本专利技术涉及一种阻燃剂的制备方法，尤其是一种硅烷阻燃剂的制备方法。
技术介绍
含磷化合物具有较大的毒性，在合成阻燃改性的过程中含磷化合物会危害操作人员的身体健康，且此种制备方法工艺复杂，制备成本相对比较高；若能提供一种能够减小对耐热性能、抗氧化性能等造成的负面影响，并使得成品易从反应体系中分离的硅烷阻燃剂的制备方法，将具有非常重要的意义。CN105038819A涉及一种新型硅烷阻燃剂的制备方法，包括以下步骤，1)、以硅氧烷为原料，将硅氧烷溶于有机溶剂中，加入氢氧化钾催化剂，搅拌均匀后，加热回流15-30分钟，得钠络合物；2)、稍冷后，加入三氯化磷取代，再回流25-40分钟，将钠络合物转换成磷络合物；3)、冷却后，过滤，将滤液浓缩后，再冷却至-5℃，白色晶体生成；4)、将步骤3)所得的白色晶体用甲醇冲洗，然后置于室温的真空烘箱中干燥0.6-1.5小时，即得硅烷阻燃剂；本专利技术同现有技术相比，不仅反应条件温和，反应温度适中，所得成品能够很容易地从反应体系中分离，而且能够有效地提高阻燃性能和抗氧化性能，同时力学、绝缘、耐热性能均不受影响。CN103319514B涉及一种阻燃剂二(二溴丙氧基)二(三溴苯氧基)硅烷化合物及其制备方法，制备方法为：8℃下向四氯化硅的有机溶液中滴加等摩尔的二溴丙醇，在35℃保温反应1h，再加入两倍摩尔的三溴苯酚，在60-90℃保温反应4-6h，再滴加等摩尔的二溴丙醇，在70-95℃保温反应5-7h，减压蒸馏除去溶剂，得产品二(二溴丙氧基)二(三溴苯氧基)硅烷。该产品是优异的阻燃增塑剂，具有成炭防滴落作用，可用作聚氯乙烯、不饱和聚酯、聚氨酯和环氧树脂等材料的阻燃剂；其原料价廉易得，生产成本低，设备投资少，生产工艺简单，易于规模化生产。CN103319516B涉及一种阻燃剂三溴苯氧基三(二氯丙氧基)硅烷化合物及其制备方法，制备方法为：向四氯化硅的有机溶液中滴加等摩尔的二氯丙醇，在35℃反应1h，再加入等摩尔的三溴苯酚，在50-80℃反应2-5h，再滴加两倍摩尔的二氯丙醇，在50-70℃反应3-6h，减压蒸馏除去溶剂，得产品三溴苯氧基三(二氯丙氧基)硅烷。该产品是优良的阻燃增塑剂，具有成炭防滴落作用，可用作聚氯乙烯、不饱和聚酯、聚氨酯和环氧树脂等材料的阻燃剂；其原料价廉易得，生产成本低，设备投资少，生产工艺简单，易于规模化生产。现有技术中的有机硅阻燃剂制备技术生产工艺较为复杂，燃烧后产生有毒有害气体较多，阻燃性能仍有上升空间，需要开发新型高效阻燃剂进行改进。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种硅烷阻燃剂的制备方法，其特征在于制备步骤包括：在反应釜中，按重量份计加入100份玻璃微珠，1000-3000份水，1-4份聚乙烯醇，0.5-2份过氧化苯甲酰，1-5份乙烯基三乙氧基硅烷、以及4-(3-CBZ-氨基-3-甲酸甲酯烯丙基)-1-N-BOC-哌啶，4-四氢-1H-吡咯-1-基戊-3-烯-2-酮，2，4，6-三(2，4，6-三溴苯氧基)-1，3，5-三嗪，在70℃-90℃反应10-18h，过滤，烘干后得到产品。所述2，4，6-三(2，4，6-三溴苯氧基)-1，3，5-三嗪加量为1-5份；所述4-(3-CBZ-氨基-3-甲酸甲酯烯丙基)-1-N-BOC-哌啶加量为0.01-0.1份；所述4-四氢-1H-吡咯-1-基戊-3-烯-2-酮加量为0.01-0.1份。所述的2，4，6-三(2，4，6-三溴苯氧基)-1，3，5-三嗪，乙烯基三乙氧基硅烷，4-(3-CBZ-氨基-3-甲酸甲酯烯丙基)-1-N-BOC-哌啶，4-四氢-1H-吡咯-1-基戊-3-烯-2-酮，玻璃微珠，均为市售产品。本专利技术的有益效果：采用本专利所用玻璃微珠，2，4，6-三(2，4，6-三溴苯氧基)-1，3，5-三嗪，经过改性处理，加入4-(3-CBZ-氨基-3-甲酸甲酯烯丙基)-1-N-BOC-哌啶，4-四氢-1H-吡咯-1-基戊-3-烯-2-酮，得到本专利技术的阻燃剂产品，极限氧指数增加量也非常显著，比现有技术的纳米有机硅阻燃剂提高30％以上。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。所述纳米有机硅阻燃剂为市售产品。实施例1：在5000L反应釜中，加入100Kg玻璃微珠，2Kg2，4，6-三(2，4，6-三溴苯氧基)-1，3，5-三嗪，3Kg乙烯基三乙氧基硅烷、0.03Kg4-(3-CBZ-氨基-3-甲酸甲酯烯丙基)-1-N-BOC-哌啶，0.05Kg4-四氢-1H-吡咯-1-基戊-3-烯-2-酮，2000Kg水，2Kg聚乙烯醇，1Kg过氧化苯甲酰，在85℃条件下反应12h，过滤，烘干后得到产品。产品编号W-1。实施例2：在5000L反应釜中，加入100Kg玻璃微珠，1Kg2，4，6-三(2，4，6-三溴苯氧基)-1，3，5-三嗪，1Kg乙烯基三乙氧基硅烷、0.01Kg4-(3-CBZ-氨基-3-甲酸甲酯烯丙基)-1-N-BOC-哌啶，0.01Kg4-四氢-1H-吡咯-1-基戊-3-烯-2-酮，1000Kg水，1Kg聚乙烯醇，0.5Kg过氧化苯甲酰，在70℃条件下反应18h，过滤，烘干后得到产品。产品编号W-2。实施例3：在5000L反应釜中，加入100Kg玻璃微珠，5Kg2，4，6-三(2，4，6-三溴苯氧基)-1，3，5-三嗪，5Kg乙烯基三乙氧基硅烷、0.1Kg4-(3-CBZ-氨基-3-甲酸甲酯烯丙基)-1-N-BOC-哌啶，0.1Kg4-四氢-1H-吡咯-1-基戊-3-烯-2-酮，3000Kg水，4Kg聚乙烯醇，2Kg过氧化苯甲酰，在90℃条件下反应10h，过滤，烘干后得到产品。产品编号W-3。比较例1：乙烯基三乙氧基硅烷不加入，其它同实施例1。所得产品编号为W-4。比较例2：4-(3-CBZ-氨基-3-甲酸甲酯烯丙基)-1-N-BOC-哌啶不加入，其它同实施例1。所得产品编号为W-5。比较例3：4-四氢-1H-吡咯-1-基戊-3-烯-2-酮不加入，其它同实施例1。所得产品编号为W-6。比较例4：使用纳米有机硅阻燃剂作为对比，编号为W-7。实施例4：参照：GB/T2406-2008《塑料燃烧性能试验方法-氧指数法》测试产物在聚氯乙烯中的阻燃性能。90份邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、5份Sb2O3、100份聚氯乙烯(PVC)、5份实施例1-3以及对比例1-4的阻燃剂，以比例混合均匀后用挤出机挤出，并制成长12cW，直径为3WW的样条并对其阻燃和物理性能进行了测试，试验结果如表1所示：表1不同工艺做出的试验样品阻燃性能的比较编号极限氧指数％W-142.2W-241.5W-344.6W-435.1W-535.8W-637.6W-730.2未添加阻燃剂23.8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硅烷阻燃剂的制备方法，其特征在于制备步骤包括：在反应釜中，按重量份计加入100份玻璃微珠，1000‑3000份水，1‑4份聚乙烯醇，0.5‑2份过氧化苯甲酰，1‑5份乙烯基三乙氧基硅烷、以及4‑(3‑CBZ‑氨基‑3‑甲酸甲酯烯丙基)‑1‑N‑BOC‑哌啶，4‑四氢‑1H‑吡咯‑1‑基戊‑3‑烯‑2‑酮，2，4，6‑三(2，4，6‑三溴苯氧基)‑1，3，5‑三嗪，在70℃‑90℃反应10‑18h，过滤，烘干后得到产品。

【技术特征摘要】
1.一种硅烷阻燃剂的制备方法，其特征在于制备步骤包括：在反应釜中，按重量份计加入100份玻璃微珠，1000-3000份水，1-4份聚乙烯醇，0.5-2份过氧化苯甲酰，1-5份乙烯基三乙氧基硅烷、以及4-(3-CBZ-氨基-3-甲酸甲酯烯丙基)-1-N-BOC-哌啶，4-四氢-1H-吡咯-1-基戊-3-烯-2-酮，2，4，6-三(2，4，6-三溴苯氧基)-1，3，5-三嗪，在70℃-90℃反应10-18h，过滤，烘干后得到产...

【专利技术属性】
技术研发人员：许益生，吴哥德，王琪宇，
申请(专利权)人：衢州市中通化工有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33