專利名稱：一種含磷雜菲結(jié)構(gòu)的超支化聚硅氧烷及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超支化聚合物及其合成方法，具體涉及一種含磷雜菲結(jié)構(gòu)的超支化聚硅氧烷及其制備方法。
背景技術(shù)：
阻燃劑已成為制備阻燃高分子材料的重要組成之一。阻燃劑主要分為無機(jī)阻燃劑與有機(jī)阻燃劑。無機(jī)阻燃劑由于添加量大，阻燃效率低，阻燃機(jī)理單一以及與聚合物的相容性差等缺點(diǎn)，因而應(yīng)用方面受到很大限制。有機(jī)阻燃劑種類繁多，可以根據(jù)不同使用條件進(jìn)行選擇及設(shè)計(jì)，因此受到人們的關(guān)注。有機(jī)硅阻燃劑是阻燃劑家族中的“后起之秀”，它不僅具有高效、生態(tài)友好、防熔滴及抑煙等優(yōu)點(diǎn)(① X. Y. Wang, Y. Li, W. W. Liao, J. Gu, A new intumescent flame-retardant: preparation, surface modification, and its application in polypropylene, Polym. Adv. Technol. , 2008，19，1055 - 1061.② R. H. Kra “ mer, Blomqvist. On the intumescence of ethylene-acrylate copolymers blended with chalk and silicone, Polym. Degrad. Stab. , 2007，92: 1899 - 1910.)，而且，其最大的特色是既顯著提高改性聚合物的阻燃性能，又可以改善聚合物的耐熱性和韌性。但是，由于有機(jī)硅粘度大，與聚合物相容性不佳，從而不能充分發(fā)揮阻燃及其他改性效果。此外，單獨(dú)使用有機(jī)硅作為阻燃劑，其適用范圍較窄。超支化聚合物獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使之具有傳統(tǒng)聚合物不同的物理化學(xué)性能，表現(xiàn)出粘度小、溶解性佳的特點(diǎn)。此外，根據(jù)應(yīng)用的需要，可以設(shè)計(jì)大量分布于表面的官能團(tuán)以滿足改性需求。中國發(fā)明專利CN 101434700A公開了一種采用超支化聚硅氧烷改性CE樹脂的方法，研究結(jié)果表明，通過合理設(shè)計(jì)超支化聚硅氧烷，引入適當(dāng)?shù)幕鶊F(tuán)，可以獲得相容性優(yōu)良的改性聚合物體系，這些改性樹脂具有良好的韌性和耐熱性，但是這些超支化聚硅氧烷不能很好地起到阻燃作用。用苯基超支化聚硅氧烷改性雙馬來酰亞胺樹脂，所改性的雙馬來酰亞胺樹脂具有很好的力學(xué)性能與阻燃性能。但是苯基超支化聚硅氧烷主要是通過增加聚合物在高溫燃燒后的殘?zhí)柯?，以達(dá)到阻燃的目的，即其阻燃機(jī)理主要為凝聚相阻燃，并不能在聚合物燃燒的初期進(jìn)行阻燃作用。磷系阻燃劑以其特有的固相成碳和質(zhì)量保留機(jī)理及部分氣相阻燃機(jī)理，在阻燃過程中不僅在較低溫度時(shí)即釋放產(chǎn)生氣相阻燃，阻止燃燒進(jìn)一步向高溫方向移動(dòng)，而且能降低材料的熱釋放速率，提高阻燃效果，同時(shí)也成為了阻燃劑研究開發(fā)的重要發(fā)展方向之一。 但是含磷阻燃劑一般在聚合物機(jī)械性能方面沒有改性作用，而且還會(huì)影響到聚合物的耐熱性。因此，如何研發(fā)一種集成了超支化聚合物、有機(jī)硅及含磷阻燃劑性能優(yōu)勢的新型超支化聚硅氧烷具有重要的應(yīng)用價(jià)值
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種集成了超支化聚合物、有機(jī)硅及含磷阻燃劑的性能優(yōu)勢的超支化聚硅氧烷及其制備方法。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是提供一種含磷雜菲結(jié)構(gòu)的超支化聚硅氧烷， 它同時(shí)含有磷雜菲結(jié)構(gòu)、苯基和羥基，其結(jié)構(gòu)為
I
權(quán)利要求
1. 一種含磷雜菲結(jié)構(gòu)的超支化聚硅氧烷，其特征在于它同時(shí)含有磷雜菲結(jié)構(gòu)、苯基和輕基，其結(jié)構(gòu)為
2.如權(quán)利要求1所述的含磷雜菲結(jié)構(gòu)的超支化聚硅氧烷的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)在無水條件下，按摩爾比1:1，將含環(huán)氧基團(tuán)的三烷氧基硅氧烷與9，10_二氧-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物混合均勻形成混合物A ；按質(zhì)量比，將100份的混合物 A與1 3份催化劑三苯基磷混合均勻，加入到200份的醇類溶劑中，在攪拌條件下，升溫至 95 100°C，保持冷凝回流繼續(xù)反應(yīng)6 10小時(shí)；冷卻后，過濾去除催化劑，減壓蒸餾去除溶劑，再經(jīng)干燥，得到含磷雜菲結(jié)構(gòu)與羥基的三烷氧基硅烷；(2)按摩爾比1:0.1 1:1，將步驟(1)制備得到的含磷雜菲結(jié)構(gòu)與羥基的三烷氧基娃燒，與含苯基的三烷氧基硅烷混合形成混合物B ；按摩爾比，將11 16份蒸餾水與10份混合物B混合均勻，在攪拌條件下緩慢逐滴加入0. 001 0. 003份催化劑B ；滴加完畢后升溫至50 60°C，繼續(xù)反應(yīng)4 7小時(shí)，經(jīng)洗滌后真空干燥，得到粗產(chǎn)物；所述的催化劑B為鹽酸、硫酸、對(duì)甲苯磺酸、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、氫氧化鈉或氫氧化鉀(3)將粗產(chǎn)物純化、過濾、減壓蒸餾、真空干燥后，得到一種含磷雜菲結(jié)構(gòu)的超支化聚娃焼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含磷雜菲結(jié)構(gòu)的超支化聚硅烷的制備方法，其特征在于所述的含環(huán)氧基的三烷氧基硅烷為3-縮水油醚氧基丙基三甲氧基硅烷，3-縮水甘油醚氧基丙基甲基二乙氧基硅烷，2-(3，4-環(huán)氧環(huán)己烷烷基)乙基三甲氧基硅烷或其組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含磷雜菲結(jié)構(gòu)的超支化聚硅氧烷的制備方法，其特征在于所述的含苯基的三烷氧基硅烷為苯基三甲氧基硅烷，苯基三乙氧基硅烷及其組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種含磷雜菲結(jié)構(gòu)的超支化聚硅氧烷的制備方法，其特征在于所述的醇類溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇或其組合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含磷雜菲結(jié)構(gòu)的超支化聚硅氧烷及其制備方法。在無水條件下，將含環(huán)氧基團(tuán)的三烷氧基硅氧烷與9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物混合，加入催化劑三苯基磷后，溶解于醇類溶劑中，得到含磷雜菲結(jié)構(gòu)與羥基的三烷氧基硅烷；將其與含苯基的三烷氧基硅烷混合，溶解于蒸餾水中，滴加入鹽酸等催化劑，將粗產(chǎn)物純化、過濾、減壓蒸餾、真空干燥后，即得到一種含磷雜菲結(jié)構(gòu)、苯基與羥基的超支化聚硅氧烷，它集成了超支化聚硅氧烷、9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物、苯基與羥基的分子特征，可應(yīng)用于對(duì)聚合物的改性。本發(fā)明所提供的制備方法具有適用性廣、操作工藝簡單的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C08G77/30GK102432884SQ20111022643
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者單良, 張志勇, 梁國正, 繆承赟, 袁莉, 陳倩, 顧嬡娟 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)