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1、10申请公布号CN102093423A43申请公布日20110615CN102093423ACN102093423A21申请号201110042902822申请日20110223C07F9/6596200601C09K21/12200601C09K3/16200601C08L23/00200601C08L67/00200601C08L75/04200601C08L77/00200601C08K5/549200601C09D7/1220060171申请人苏州科技学院地址215011江苏省苏州市高新区滨河路1701号72发明人王彦林邹国栋杨健沈光华刁建高54发明名称一种有机硅季鏻型阻燃抗静电剂及其。
2、制备方法57摘要本发明涉及一种有机硅季鏻型阻燃抗静电剂化合物1烷基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻盐及其制备方法，该化合物的结构如下式所示R为C1C12烷基或苯基；X为CL或SO42/2制备方法为将摩尔比为11的四羟甲基鏻和烷基三氯硅烷于有机溶剂中，在一定温度下反应一段时间，放出生成的氯化氢，经提纯处理，制得有机硅季鏻型阻燃抗静电剂。该化合物具有阻燃和抗静电双功能，可用作聚烯烃、聚酯、聚氨酯、尼龙、涂料等材料的阻燃抗静电剂。51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页CN102093430A1/1页21一种有机硅季鏻型阻燃抗静。
3、电剂1烷基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻盐化合物及其制备方法，其特征在于，该化合物的结构如下式所示R为C1C12烷基或苯基；X为CL或SO42/22如权利要求1所述1烷基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻盐的制备方法，其特征在于，该方法为将摩尔当量比为11的烷基三氯硅烷与25601H内滴加到四羟甲基鏻和有机溶剂的混合物中，在一定温度下反应一段时间，待反应生成的氯化氢放完后，经提纯处理，制得有机硅季鏻型阻燃抗静电剂。3如权利要求2所述1烷基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻盐的制备方法，其特征在于所述有机溶剂为乙腈、甲苯。
4、、二甲苯、氯苯、二氯苯、二乙二醇二甲醚。4如权利要求2所述1烷基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻盐的制备方法，其特征在于所述在一定温度下反应，温度为80180。5如权利要求2所述1烷基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻盐的制备方法，其特征在于所述反应一段时间，反应时间为618H。6如权利要求2所述1烷基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻盐的制备方法，其特征在于所述提纯处理方法为对RC5的烷基三氯硅烷反应的产物，将反应液冷却结晶，过滤，滤饼用乙腈洗涤，干燥，制得固体有机硅季鏻型阻燃抗静电剂。7如权利要求2所述1烷基4羟甲基。
5、1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻盐的制备方法，其特征在于所述提纯处理方法还可为对RC6的烷基三氯硅烷反应的产物，将反应液蒸馏出溶剂，再用乙腈洗涤，分液后，再减压蒸馏出低沸点物，制得液体有机硅季鏻型阻燃抗静电剂。8如权利要求2所述1烷基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻盐的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂都可回收重复使用。权利要求书CN102093423ACN102093430A1/4页3一种有机硅季鏻型阻燃抗静电剂及其制备方法技术领域0001本发明涉及一种有机硅季鏻型阻燃抗静电剂，具体涉及一种以四羟甲基鏻和烷基三氯硅烷为原料制得的1烷基4羟甲基1硅杂。
6、4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻盐化合物及其制备方法。该化合物含有硅和磷双重阻燃元素又有季鏻抗静电官能团，可用作聚烯烃、聚酯、聚氨酯、尼龙、涂料等材料的阻燃抗静电剂。背景技术0002高分子合成材料的用量已成为衡量一个国家或地区发达与否的量化标准，但由于高分子材料的易燃性和易产生静电的缺点，经常给人们带来火灾等危害，所以促进了用于高分子合成材料的阻燃剂与抗静电剂的研究。特别是煤矿火灾80的都是由于运输带静电打火而引起，另外对电子设备、工作台、高档服装面料等都有阻燃抗静电的要求。一般要求阻燃的材料都要求抗静电，即双抗要求，也就是加入阻燃剂的同时还要加入抗静电剂。发明者把阻燃和抗静电官能。
7、团设计在同一个分子中，制成阻燃抗静电剂，可提高原子利用率，降低使用成本，应用更方便。由于本发明分子中同时含有硅、磷两种协同阻燃元素，它有很好的阻燃性；分子中有机硅CSI、有机膦CP键的引入及笼状结构的设计给分子带来热稳定性，又提高了与材料的相容性，以及友好的机械加工性能；由于它含有季鏻阳离子结构和线型非极性结构将有较好的表面活性，其分子中的磷元素本身是阻燃元素又是抗静电季鏻官能团。发明者发现目前膨胀型等无卤阻燃剂由于极性较大，与材料的相容性较差，常加入偶联剂改善表面极性，本发明化合物与上述阻燃剂配合就有提高其与材料相容性的作用。所以研究开发多功能多元素协同的高效阻燃抗静电剂具有很大的应用价值。。
8、发明内容0003本发明的目的之一在于提出一种含硅、磷双元素协同阻燃而又具有抗静电作用的双功能双抗的化合物，具体涉及一种以四羟甲基鏻和烷基三甲氧基硅烷为原料制得1烷基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻盐阻燃抗静电剂。其热稳定性好，阻燃抗静电效能高，可克服现有技术中的不足，有很好的应用前景。0004为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案0005一种笼状含硅季磷型阻燃表面活性剂化合物，其特征在于，该化合物结构如下式所示00060007R为C1C12烷基或苯基；X为CL或SO42/20008本发明的另一目的在于提出有机硅季鏻型阻燃抗静电剂的制备方法，其原料廉价易得，工艺简。
9、单，易于规模化生产，技术方案如下0009如上所述有机硅季鏻型阻燃抗静电剂的制备方法，其特征在于，该方法为说明书CN102093423ACN102093430A2/4页40010将一摩尔烷基三氯硅烷在一定温度下滴加到一摩尔当量的四羟甲基鏻和有机溶剂的混合物中，在一定温度下回流反应一段时间，待氯化氢放完，经提纯处理，制得有机硅季鏻型阻燃抗静电剂。0011所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯、二乙二醇二甲醚；一定温度为滴加温度2560，回流反应温度为100180；反应时间为816H；提纯处理方法为对RC5的烷基三甲氧基硅烷反应的产物，将反应液冷却结晶，过滤，滤饼用乙腈洗涤，干燥，制得固体有机硅季。
10、鏻型阻燃抗静电剂；提纯处理方法还可为对RC6的烷基三氯硅烷反应的产物，将反应液蒸馏出溶剂，再用乙腈洗涤，分液后，再减压蒸馏出低沸点物，制得液体有机硅季鏻型阻燃抗静电剂。所用溶剂回收重复使用。0012本发明的1甲基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻硫酸盐为白色粉状固体，其产率为9293，分解温度34010；1甲基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻盐酸盐为白色粉状固体，其产率为9395，分解温度33010；1丙基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻硫酸盐为白色粉状固体。其产率为9396，分解温度32010；1丙基4羟甲基1硅杂4。
11、磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻盐酸盐为白色粉状固体。其产率为95，分解温度29010；1辛基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻硫酸盐为淡黄色粘稠液体，其产率为93，分解温度28010，折光率ND1516442；1辛基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻盐酸盐为淡黄色粘稠液体，其产率为93，分解温度27010，折光率ND1516340；1十二烷基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻硫酸盐为淡黄色粘稠液体，其产率为92，分解温度27010，折光率ND1516520；1十二烷基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，。
12、2，2辛烷季鏻盐酸盐为淡黄色粘稠液体，其产率为90，分解温度26010，折光率ND1516450；其适合作为聚烯烃、聚酯、聚氨酯、尼龙、涂料等材料的阻燃抗静电剂获阻燃成碳剂之用，该有机硅季鏻型阻燃抗静电剂的合成原理如下式所示00130014R为C1C12烷基；X为CL或SO42/20015与现有技术相比，本发明的有益效果在于0016由于本发明化合物具有笼状结构，又有CSI和CP键，分子热稳定性高，与材料的相容性好，以及良好的机械加工性能；分子中同时含有硅、磷两种协同阻燃元素，有较好的阻燃性；由于它含有季鏻阳离子结构和线型非极性结构，所以有较好的抗静电作用。分子中的磷元素本身就可起到阻燃和抗静电。
13、的双重作用。0017由于本发明的特征结构对材料具有表面改性作用，可改善膨胀型阻燃剂等与材料的难容问题及阻燃加工难题。0018本发明属双元素协同的高效阻燃抗静电剂，应用方便且成本低，原子利用率高，符合绿色化学研究要求。说明书CN102093423ACN102093430A3/4页5具体实施方式0019以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。0020实施例1在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和氯化氢吸收装置的100ML四口烧瓶中，加入005MOL203G四羟甲基硫酸鏻和35ML甲苯，在25开始滴加01MOL150G甲基三氯硅烷，约1H内滴完，控制温度不超过60，而后升温至112，回流16H。
14、，让氯化氢排完后，冷却结晶，过滤，滤饼用乙腈洗涤，干燥，制得1甲基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻硫酸盐，为白色粉状固体，其产率为92，分解温度34010。0021实施例2在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和氯化氢吸收装置的100ML四口烧瓶中，加入005MOL203G四羟甲基硫酸鏻和35ML二甲苯，在25开始滴加01MOL150G甲基三氯硅烷，约1H内滴完，控制温度不超过60，而后升温至142，回流12H，让氯化氢排完后，冷却结晶，过滤，滤饼用乙腈洗涤，干燥，制得1甲基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻硫酸盐，为白色粉状固体，其产率为93，分解。
15、温度34010。0022实施例3在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和氯化氢吸收装置的100ML四口烧瓶中，加入01MOL191G四羟甲基氯化鏻和35ML甲苯，在25开始滴加01MOL150G甲基三氯硅烷，约1H内滴完，控制温度不超过60，而后升温至112，回流15H，让氯化氢排完后，冷却结晶，过滤，滤饼用乙腈洗涤，干燥，制得1甲基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻盐酸盐，为白色粉状固体，其产率为94，分解温度33010。0023实施例4在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和氯化氢吸收装置的100ML四口烧瓶中，加入005MOL203G四羟甲基硫酸鏻和35ML二甲苯，在25开始。
16、滴加01MOL178G丙基三氯硅烷，约1H内滴完，控制温度不超过60，而后升温至142，回流12H，让氯化氢排完后，冷却结晶，过滤，滤饼用乙腈洗涤，干燥，制得1丙基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻硫酸盐，为白色粉状固体，其产率为93，分解温度32010。0024实施例5在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和氯化氢吸收装置的100ML四口烧瓶中，加入005MOL203G四羟甲基硫酸鏻和35ML二氯苯，在25开始滴加01MOL178G丙基三氯硅烷，约1H内滴完，控制温度不超过60，而后升温至180，回流8H，让氯化氢排完后，冷却结晶，过滤，滤饼用乙腈洗涤，干燥，制得1丙基4羟。
17、甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻硫酸盐，为淡黄色粉状固体，其产率为96，分解温度32010。0025实施例6在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和氯化氢吸收装置的100ML四口烧瓶中，加入01MOL191G四羟甲基氯化鏻和35ML二乙二醇二甲醚，在25开始滴加01MOL178G丙基三氯硅烷，约1H内滴完，控制温度不超过60，而后升温至164，回流8H，让氯化氢排完后，冷却结晶，过滤，滤饼用乙腈洗涤，干燥，制得1丙基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻盐酸盐，为白色粉状固体，其产率为95，分解温度29010。0026实施例7在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管。
18、和氯化氢吸收装置的100ML四口烧瓶说明书CN102093423ACN102093430A4/4页6中，加入005MOL203G四羟甲基硫酸鏻和35ML甲苯，在25开始滴加01MOL248G辛基三氯硅烷，约1H内滴完，控制温度不超过60，而后升温至142，回流14H，让氯化氢排完后，蒸馏出溶剂，用乙腈洗涤，分液，再蒸馏出低沸点物，制得1辛基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻硫酸盐，为淡黄色液体，产率为93，折光率16442，分解温度28010。0027实施例8在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和氯化氢吸收装置的100ML四口烧瓶中，加入01MOL150G四羟甲基氯化鏻和3。
19、5ML氯苯，在25开始滴加01MOL248G辛基三氯硅烷，约1H内滴完，控制温度不超过60，而后升温至134，回流15H，让氯化氢排完后，蒸馏出溶剂，用乙腈洗涤，分液，再蒸馏出低沸点物，制得1辛基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻盐酸盐，为淡黄色液体，产率为93，折光率16340，分解温度27010。0028实施例9在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和氯化氢吸收装置的100ML四口烧瓶中，加入005MOL203G四羟甲基硫酸鏻和35ML二甲苯，在25开始滴加01MOL248G十二烷基三氯硅烷，约1H内滴完，控制温度不超过60，而后升温至142，回流14H，让氯化氢排完后，。
20、蒸馏出溶剂，用乙腈洗涤，分液，再蒸馏出低沸点物，制得1辛基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻硫酸盐，为淡黄色液体，产率为92，折光率16520，分解温度27010。0029实施例10在装有搅拌器、温度计、回流冷凝管和氯化氢吸收装置的100ML四口烧瓶中，加入01MOL150G四羟甲基氯化鏻和35ML二甲苯，在25开始滴加01MOL248G十二烷基三氯硅烷，约1H内滴完，控制温度不超过60，而后升温至142，回流12H，让氯化氢排完后，蒸馏出溶剂，用乙腈洗涤，分液，再蒸馏出低沸点物，制得1十二烷基4羟甲基1硅杂4磷杂2，6，7三氧杂双环2，2，2辛烷季鏻盐酸盐，为淡黄色液体，产率为90，折光率16450，分解温度26010。说明书CN102093423A。