您当前的位置：首页 > 新闻动态

一种含氟硅油及其制备的含氟阻燃剂

2025-12-13 15:53:09 新闻动态

　　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

　　2.根据权利要求1所述的一种含氟硅油，其特征是，所述式I化合物和式II化合物的

　　3.根据权利要求2所述的一种含氟硅油，其特征是，所述干燥剂包括无水硫酸镁、氯

　　4.根据权利要求1‑3任一项所述的一种含氟硅油，其特征是，所述溶剂包括N，N‑二甲

　　5.一种依据权利要求1‑4任一项所述的含氟硅油制备的含氟阻燃剂，其特征是，按重

　　量份计，其制备原料包括：含氟硅油50～80份、有机氟类化合物10～30份、磷酸酯0～10份、

　　6.根据权利要求5所述的一种含氟阻燃剂，其特征是，所述含氟硅油、有机氟类化合

　　7.根据权利要求6所述的一种含氟阻燃剂，其特征是，所述有机氟类化合物包括全氟

　　8.根据权利要求7所述的一种含氟阻燃剂，其特征是，所述磷酸酯包括三烯丙基磷酸

　　酯、磷酸三甲酯、二(2‑乙基己基)磷酸酯、磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三己基酯中的一种

　　9.根据权利要求8所述的一种含氟阻燃剂，其特征是，所述阻燃助剂包括三氧化二

　　10.一种依据权利要求6‑9任一项所述的含氟阻燃剂的制备方法，其特征是，步骤为：

　　将原料按重量份计混合，并在180‑220℃下将其熔融并搅拌均一，冷却后即得。

　　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

　　丙纶(PP)纤维在服装，布料，玩具填充，床上用品等诸多领域都存在广泛的应用，

　　然而由于丙纶纤维本身就具有易燃性，若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全球范围内的关注。考虑在丙纶纤维中加入阻燃剂以提高其阻燃

　　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，目前的阻燃剂发展的新趋势在于除热、提高分解温度、减少可燃挥发物的形成，增加炭量、

　　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

　　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

　　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，来提升了含氟阻燃剂的阻燃效果，但是其阻燃效果较差。

　　为了解决以上问题，本发明第一方面，提供了一种含氟硅油，按重量份计，其制备

　　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

　　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；

　　[0011] 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

　　优选的，所述溶剂包括N，N‑二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈、六甲基磷酰三胺中

　　优选的，所述碱包括氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种或多种；进一步优选的，为

　　优选的，所述催化剂包括氯铂酸、铂金催化剂、钯催化剂、铑催化剂中的一种或多

　　发明人创造性地发现，选用特定的式I化合物和式II化合物制备含氟硅油，能够提

　　高制备得到的含氟阻燃剂的耐高温、耐氧化和阻燃性能。这可能是由于利用了α烯烃的硅氧

　　取代反应，将1‑氨基环丙甲醇与聚硅氯树枝状含氟聚合物反应，得到多硅氧链结构含胺基

　　的含氟硅油，所述含氟硅油既具有耐高温、耐氧化的含氟烷基侧链，又具有捕捉自由基性能

　　优越的胺基，从而将其用于制备含氟阻燃剂，能达到吸热、覆盖以及抑制链反应等阻燃功

　　效。且为了考虑反应过程中含氟硅油的产量以及原料的转化率，本发明中所述式I化合物和

　　优选的，所述干燥剂包括无水硫酸镁、氯化钙、硅胶干燥剂、分子筛、活性炭中的一

　　高最终产物中含氟硅油的含量以及原料的转化率。在加成反应过程中，通常加入铂催化剂

　　来催化反应的进行，但是只有氯铂酸催化选择性较低，且若需要较高的催化活性，则需要添

　　加大量的氯铂酸，使得成本过高。发明人意外发现，通过加入一定量的碱，能够在减少催化

　　剂用量的同时，还可提升最终产物中含氟硅油的含量以及原料的转化率。这可能是由于

　　碱能够和反应过程中生成的氯化氢反应，从而能够在特定催化剂的作用下，进一步提高了

　　本发明第二方面提供了一种含氟阻燃剂，按重量份计，其制备原料包括：含氟硅油

　　50～80份、有机氟类化合物10～30份、磷酸酯0～10份、阻燃助剂0～20份。

　　优选的，所述含氟硅油、有机氟类化合物和磷酸酯的重量比为(10‑18)：(1‑8)：1。

　　优选的，所述有机氟类化合物包括全氟己基乙烯、全氟癸基乙烯、全氟辛酸、全氟

　　优选的，所述磷酸酯包括三烯丙基磷酸酯、磷酸三甲酯、二(2‑乙基己基)磷酸酯、

　　磷酸三乙酯、磷酸三丙酯、磷酸三己基酯中的一种或多种；进一步优选的，为三烯丙基磷酸

　　硅油混合，且所述含氟硅油、有机氟类化合物和磷酸酯的重量比为(10‑18)：(1‑8)：1时，能

　　够提高含氟阻燃剂的阻燃性能。这可能是由于一方面特定的有机氟类化合物与含氟硅油的

　　结构接近，其相容性好，且有机氟类化合物中的碳碳双键会和含氟硅油中的硅氧键之间发

　　生离子效应，从而可提升含氟阻燃剂的阻燃性能，另一方面磷酸酯中的酯基具有一定的

　　粘附作用，能够在制备含氟阻燃剂的过程中将原料结合形成一个完整的产品，且磷酸酯在

　　高温下碳化能够在减少可燃性挥发性物质生成量的同时，还具有一定的阻燃效果，更进一

　　优选的，所述阻燃助剂包括三氧化二锑、硼酸锌、水合氧化铝、水合氧化镁、硅粉、

　　膨胀型石墨中的一种或多种；进一步优选的，所述阻燃助剂为硼酸锌、水合氧化铝、膨胀石

　　优选的，所述硼酸锌、水合氧化铝、膨胀石墨的重量比为(1‑5)：(1‑3)：1。

　　发明人创造性地发现，选用特定的硼酸锌、水合氧化铝、膨胀石墨作为阻燃助剂，

　　且当所述硼酸锌、水合氧化铝、膨胀石墨的重量比为(1‑5)：(1‑3)：1时，能够在进一步提高

　　含氟阻燃剂的阻燃效果的同时，降低发烟量和成本。这可能是由于三种助剂协同作用，一方

　　面通过受热后脱水吸收燃烧热量降低温度，另一方面通过受热生成固相层，隔绝空气和材

　　优选的，所述含氟阻燃剂的制备方法步骤为：将原料按重量份计混合，并在180‑

　　1、本发明通过选用特定的式I化合物和式II化合物制备含氟硅油，可提升制备

　　2、本发明中选用特定量的碱和催化剂能够在加快反应发生的同时，提高最终产物

　　合，且所述含氟硅油、有机氟类化合物和磷酸酯的重量比为(10‑18)：(1‑8)：1时，能够提高

　　4、本发明通过选用特定的硼酸锌、水合氧化铝、膨胀石墨作为阻燃助剂，且当所述

　　硼酸锌、水合氧化铝、膨胀石墨的重量比为(1‑5)：(1‑3)：1时，能够在进一步提升含氟阻燃

　　5、本发明通过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

　　S1、硅氧取代：将15份式I化合物、30份N，N‑二甲基甲酰胺、34.9份氢氧化钠、0.1份

　　氯铂酸加入装有冷凝管、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1h内匀速滴入20份1‑氨基环丙甲醇，滴入完毕后在100℃下反应10h，停止反应；