一種阻燃增塑劑二甲基硅酸二(一氯丙)酯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種阻燃增塑劑二甲基硅酸二（一氯丙）酯的制備方法，該化合物具 有硅、氯雙元素協(xié)同阻燃增塑作用，適合用作聚氯乙烯、聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和樹(shù)脂等的 阻燃增塑劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著世界科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展、人們生活水平的不斷提高及安全防火意識(shí)的增 強(qiáng)，阻燃劑工業(yè)得到了快速發(fā)展。從歐盟1986年公布發(fā)現(xiàn)多溴二苯醚阻燃劑燃燒時(shí)產(chǎn)生致 癌的有毒物質(zhì)后，鹵系阻燃劑的使用受到了一定的限制。但由于鹵系阻燃劑綜合性價(jià)比優(yōu) 良，并且難以找到理想的替代物，從而研宄開(kāi)發(fā)高效鹵系阻燃劑，以減少阻燃劑的用量而降 低其毒性，已成為鹵系阻燃劑的重要研宄方向。其中，通過(guò)多種阻燃劑復(fù)配以提高阻燃效果 是實(shí)現(xiàn)阻燃增效的方法之一，而設(shè)計(jì)分子結(jié)構(gòu)中含有多重阻燃元素，并通過(guò)分子內(nèi)各阻燃 元素間協(xié)同作用，是實(shí)現(xiàn)阻燃劑增效的更為有效的方法。
[0003] 本發(fā)明公開(kāi)了一種硅、氯雙元素協(xié)同阻燃增塑劑二甲基硅酸二（一氯丙）酯化合 物的制備方法。硅和氯雙元素協(xié)同阻燃，高溫條件下硅元素能促進(jìn)高分子材料成炭，生成致 密的硅炭層；氯元素在受熱時(shí)生成氯化氫，其與阻燃增效劑三氧化二銻作用生成氯化銻覆 蓋在材料表面，有絕氧作用，或以氣體放出能帶走熱量，降低材料的溫度而不燃。本發(fā)明阻 燃劑為兩種阻燃元素協(xié)同阻燃，阻燃效能高，增塑性好，應(yīng)用范圍廣，有很好的應(yīng)用開(kāi)發(fā)前 景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提出二甲基硅酸二（一氯丙）酯化合物的制備方法，其工藝簡(jiǎn) 單，設(shè)備投資少，易于規(guī)模化生產(chǎn)，且原料廉價(jià)易得，成本低廉，該方法為：
[0005] 如上所述二甲基硅酸二（一氯丙）酯化合物的制備方法，其特征在于，該方法為：
[0006] 在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，使氯丙醇與二甲基二氯硅烷或二甲基二溴硅烷在有機(jī)溶劑中反 應(yīng)，然后冷卻、純化處理，得二甲基硅酸二（一氯丙）酯。
[0007] 具體而言，該方法為：
[0008] 在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在20°C~90°C的溫度范圍內(nèi)，使摩爾比為1 : 2~3的二甲基二 氯硅烷或二甲基二溴硅烷與氯丙醇在有機(jī)溶劑中反應(yīng)5~9h，純化處理，得二甲基硅酸二 (一氯丙）酯。
[0009] 進(jìn)一步，該方法具體為：
[0010] 在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，將二甲基二氯硅烷溶于體積毫升數(shù)相對(duì)于二甲基二氯硅烷 的質(zhì)量克數(shù)2~10倍的有機(jī)溶劑中，控制二甲基二氯硅烷與氯丙醇的摩爾比為1 : 2~3， 將氯丙醇滴加到二甲基二氯硅烷中，以滴加速度控制反應(yīng)溫度不高于20°C，反應(yīng)放出氯化 氫，而后在20°C~70°C持續(xù)反應(yīng)5~9h，然后純化處理，得二甲基硅酸二（一氯丙）酯。
[0011] 在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，將氯丙醇溶于體積毫升數(shù)相對(duì)于二甲基二氯硅烷的質(zhì)量克 數(shù)2~10倍的有機(jī)溶劑中，控制二甲基二氯硅烷與氯丙醇的摩爾比為1 : 2~3,將二甲基 二氯硅烷滴加到氯丙醇中，以滴加速度控制反應(yīng)溫度不高于20°C，反應(yīng)放出氯化氫，而后在 20°C~70°C持續(xù)反應(yīng)5~9h，然后純化處理，得二甲基硅酸二（一氯丙）酯。
[0012] 該方法還可為：
[0013] 在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，將二甲基二溴硅烷溶于體積毫升數(shù)相對(duì)于二甲基二溴硅烷 的質(zhì)量克數(shù)2~10倍的有機(jī)溶劑中，控制二甲基二溴硅烷與氯丙醇的摩爾比為1 : 2~3， 將氯丙醇滴加到二甲基二溴硅烷中，以滴加速度控制反應(yīng)溫度不高于20°C，反應(yīng)放出溴化 氫，而后在20°C~90°C持續(xù)反應(yīng)5~9h，然后純化處理，得二甲基硅酸二（一氯丙）酯。
[0014] 在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，將氯丙醇溶于體積毫升數(shù)相對(duì)于二甲基二溴硅烷的質(zhì)量克 數(shù)2~10倍的有機(jī)溶劑中，控制二甲基二溴硅烷與氯丙醇的摩爾比為1 : 2~3,將二甲基 二溴硅烷滴加到氯丙醇中，以滴加速度控制反應(yīng)溫度不高于20°C，反應(yīng)放出溴化氫，而后在 20°C~90°C持續(xù)反應(yīng)5~9h，然后純化處理，得二甲基硅酸二（一氯丙）酯。
[0015] 如上所述純化處理的具體方法為向反應(yīng)液中加入相對(duì)于產(chǎn)物理論質(zhì)量1 %~5% 的三聚氰胺，調(diào)節(jié)體系pH為5~6,抽濾，濾液減壓蒸餾除去溶劑、過(guò)量的氯丙醇（回收使 用）及少量低沸點(diǎn)物。
[0016] 如上所述有機(jī)溶劑為乙腈、二氯乙烷、氯仿、二氧六環(huán)或乙二醇二甲醚。
[0017] 如上所述氯丙醇為1-氯-2-丙醇與2-氯-1-丙醇的混合物。
[0018] 本發(fā)明的二甲基硅酸二（一氯丙）酯為無(wú)色透明液體，得率為90. 8%~95. 9%， 分解溫度為218°C±5°C，折光率為nD25= 1. 4268,密度（25°C)為1. 09g/cm3。其適合用作 聚氯乙烯、聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和樹(shù)脂等材料的阻燃增塑劑。該二甲基硅酸二（一氯丙） 酯的制備工藝原理如下式所示：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種阻燃增塑劑二甲基硅酸二（一氯丙）酯的制備方法，其特征在于，該方法為： 在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，使氯丙醇與二甲基二氯硅烷或二甲基二溴硅烷在有機(jī)溶劑中反應(yīng)，經(jīng) 純化處理，得到二甲基硅酸二（一氯丙）酯，該化合物具有下式所示的結(jié)構(gòu)：
式中OC3H6Cl為OcH2CHCICH3和OCH(CH2C1)CH3。
2. 如權(quán)利要求1所述二甲基硅酸二（一氯丙）酯的制備方法，其特征在于： 在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，將二甲基二氯硅烷溶于體積毫升數(shù)相對(duì)于二甲基二氯硅烷的質(zhì) 量克數(shù)2~10倍的有機(jī)溶劑中，控制二甲基二氯硅烷與氯丙醇的摩爾比為1 : 2~3,將氯 丙醇滴加到二甲基二氯硅烷的有機(jī)溶液中，以滴加速度控制反應(yīng)溫度不高于20°C，反應(yīng)放 出氯化氫，而后在20°C~70°C下持續(xù)反應(yīng)5~9h，經(jīng)純化處理，得二甲基硅酸二（一氯丙） 酯。
3. 如權(quán)利要求1所述二甲基硅酸二（一氯丙）酯的制備方法，其特征在于： 在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，將氯丙醇溶于體積毫升數(shù)相對(duì)于二甲基二氯硅烷的質(zhì)量克數(shù) 2~10倍的有機(jī)溶劑中，控制二甲基二氯硅烷與氯丙醇的摩爾比為1 : 2~3,將二甲基二 氯硅烷滴加到氯丙醇的有機(jī)溶液中，以滴加速度控制反應(yīng)溫度不高于20°C，反應(yīng)放出氯化 氫，而后在20°C~70°C下持續(xù)反應(yīng)5~9h，經(jīng)純化處理，得二甲基硅酸二（一氯丙）酯。
4. 如權(quán)利要求1所述二甲基硅酸二（一氯丙）酯的制備方法，其特征在于： 在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，將二甲基二溴硅烷溶于體積毫升數(shù)相對(duì)于二甲基二溴硅烷的質(zhì) 量克數(shù)2~10倍的有機(jī)溶劑中，控制二甲基二溴硅烷與氯丙醇的摩爾比為1 : 2~3,將氯 丙醇滴加到二甲基二溴硅烷的有機(jī)溶液中，以滴加速度控制反應(yīng)溫度不高于20°C，反應(yīng)放 出溴化氫，而后在20°C~90°C下持續(xù)反應(yīng)5~9h，經(jīng)純化處理，得二甲基硅酸二（一氯丙） 酯。
5. 如權(quán)利要求1所述二甲基硅酸二（一氯丙）酯的制備方法，其特征在于： 在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，將氯丙醇溶于體積毫升數(shù)相對(duì)于二甲基二溴硅烷的質(zhì)量克數(shù) 2~10倍的有機(jī)溶劑中，控制二甲基二溴硅烷與氯丙醇的摩爾比為1 : 2~3,將二甲基二 溴硅烷滴加到氯丙醇的有機(jī)溶液中，以滴加速度控制反應(yīng)溫度不高于20°C，反應(yīng)放出溴化 氫，而后在20°C~90°C下持續(xù)反應(yīng)5~9h，經(jīng)純化處理，得二甲基硅酸二（一氯丙）酯。
6. 如權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述二甲基硅酸二（一氯丙）酯的制備方法，其特征在 于，所述的純化處理為向反應(yīng)液中加入相對(duì)于產(chǎn)物理論質(zhì)量1%~5%的三聚氰胺，調(diào)節(jié)體 系pH為5~6,抽濾，濾液減壓蒸餾除去溶劑、過(guò)量的氯丙醇及少量低沸點(diǎn)物。
7. 如權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述二甲基硅酸二（一氯丙）酯的制備方法，其特征在 于，所述的氯丙醇為1-氯-2-丙醇與2-氯-1-丙醇的混合物。
8. 如權(quán)利要求1~5中任一項(xiàng)所述二甲基硅酸二（一氯丙）酯的制備方法，其特征在 于，所述的有機(jī)溶劑為乙腈、二氯乙烷、氯仿、二氧六環(huán)或乙二醇二甲醚。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種阻燃增塑劑二甲基硅酸二(一氯丙)酯的制備方法，該化合物的結(jié)構(gòu)如下式所示：式中OC3H6Cl為OCH2CHClCH3和OCH(CH2Cl)CH3。制備方法為：在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，二甲基二氯硅烷或二甲基二溴硅烷與氯丙醇的摩爾比為1∶2～3，于20℃～90℃下，在有機(jī)溶劑中反應(yīng)5～9h，經(jīng)純化處理，得二甲基硅酸二(一氯丙)酯。本發(fā)明二甲基硅酸二(一氯丙)酯阻燃效能高，增塑性好，適合用作聚氯乙烯、聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂、不飽和樹(shù)脂等的阻燃增塑劑，且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
【IPC分類(lèi)】C08L27-06, C08K5-5419, C07F7-18
【公開(kāi)號(hào)】CN104710465
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510100982
【發(fā)明人】王彥林, 楊海軍
【申請(qǐng)人】蘇州陽(yáng)橋化工科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年3月6日