[发明专利]一种含氟硅油及其制备的含氟阻燃剂

说明书

本发明涉及阻燃技术领域，尤其涉及IPC C08L领域，更具体地，涉及一种含氟硅油及其制备的含氟阻燃剂。所述含氟硅油的制备方法包括硅氧取代、水洗除盐、蒸馏提纯三步；所述含氟阻燃剂的制备原料包括含氟硅油、有机氟类化合物、磷酸酯、阻燃助剂。本发明通过α烯烃的硅氧取代制备得到了多硅氧链结构含胺基的含氟硅油，并将其作为主要原料制备了含氟阻燃剂，通过原料之间的协同作用，制备得到的含氟硅油类阻燃剂较传统含氟阻燃剂阻燃效果更好。

技术领域

本发明涉及阻燃技术领域，尤其涉及IPC C08L领域，更具体地，涉及一种含氟硅油及其制备的含氟阻燃剂。

背景技术

丙纶(PP)纤维在服装，布料，玩具填充，床上用品等诸多领域都有着广泛的应用，然而由于丙纶纤维本身具有易燃性，一旦发生火灾将给生命财产带来极大的损害，因此丙纶纤维的阻燃化研究引起世界范围内的关注。考虑在丙纶纤维中加入阻燃剂以提高其阻燃性能。

根据物质燃烧所需要的三大元素，即助燃物、可燃物以及着火源，阻燃剂主要是通过若干机理发挥其阻燃作用，如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。因此，目前的阻燃剂发展趋势在于除热、提高分解温度、减少可燃挥发物的形成，增加炭量、减少与氧的接触或稀释火焰、干扰火焰化学反应、提高燃料点燃温度。

含氟聚合物具有较低的表面自由能、超强的耐候性、杰出的耐盐雾性、有一点耐污性等特点，20世纪八十年代，首次将氟元素引入有机硅。含氟硅油是具有含氟烷基侧链的聚硅氧烷，其独特的分子结构赋予了含氟硅油优越的耐高低温性能、优良的耐氧化性能和耐候性等。此种卤系阻燃剂的阻燃效果按F、Cl、Br、I的顺序依次增强，其中以碘系阻燃剂最强，生产上，只有氯类和溴类阻燃剂被大量使用，而氟类和碘类阻燃剂少有应用，这是因为含氟阻燃剂中C-F键太强而不能有效捕捉自由基。而含碘阻燃剂的C-I键太弱易被破坏，影响了聚合物性能(如光稳定性)，使阻燃性能在降温温度以下就已经丧失。

现有技术中，申请号为CN201810884843.0的专利文件，公开了一种含磷氟阻燃剂及其制备方法和该含磷氟阻燃剂改性的阻燃环氧树脂，通过同时将磷氟两种元素引入阻燃剂中，提高了高分子基体的阻燃性能，但是其阻燃效果提高有限，且并未解决碳氟键无法捕捉自由基的问题。

申请号为CN202110003906.9的专利文件，公开了一种新型含氟阻燃剂、合成方法及其在尼龙6改性中的应用，通过无水氯化铝的催化制备得到了含氟阻燃剂，通过C-F键断裂生成的HF可以捕捉自由基，从而提高了含氟阻燃剂的阻燃效果，但是其阻燃效果较差。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一方面，提供了一种含氟硅油，按重量份计，其制备方法包括以下步骤：

S1、硅氧取代：将6～30份式I化合物、12～60份溶剂、0～60份碱、0～0.5份催化剂加入装有冷凝管、磁力搅拌器的四口烧瓶中，在氮气保护下开始搅拌，同时用恒压滴定漏斗，在0.5-5h内匀速滴入10～30份式II化合物，滴入完毕后在70-120℃下反应8-12h，停止反应；

S2、水洗除盐：用10～60份去离子水对步骤S1得到的产物进行洗涤，并分层萃取；萃取后取下层油相，再加入0.1～2份干燥剂处理4-6h后，过滤得到溶液一；

S3、蒸馏提纯：在真空度为2～20kPa，温度为100～200℃的条件下，将溶液一减压蒸馏得到釜底最终的产物——式III化合物。

优选的，所述式I化合物为聚硅氯树枝状含氟聚合物；所述式I为其中Y₁，Y₂，Y₃独立的为/Cl中的任一种，式I中所有的Cl取代基可以被再次取代m次，m≥0；R_F为CF₃(CF₂)_n-；n＝4～7；所述式I化合物的聚合度为500-2000。