[發明專利]含羥甲基化三聚氰胺磷化物的復合阻燃劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201010286281.3
• 申請日: 2010-09-16
• 公開（公告）號: CN101974166A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: 劉偉區;魏振杰
• 申請（專利權）人: 中科院廣州化學有限公司;佛山市功能高分子材料與精細化學品專業中心
• 主分類號: C08K5/521
• 分類號: C08K5/521;C08K5/524;C08K3/22;C08K3/38;C08K3/26;C08K3/34;C08L27/06;C08L63/00;C08L23/12;C08L67/00;C07F9/6521
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 裘暉

技術領域

本發明涉及阻燃劑材料領域，特別涉及一種含羥甲基化三聚氰胺磷化物的復合阻燃劑及其制備方法與應用。

背景技術

目前，阻燃效果較好的阻燃劑有含鹵阻燃劑、有機磷系阻燃劑等，其中，含鹵阻燃劑應用較多的是十溴聯苯醚、六溴環十二烷等，但是這類阻燃劑添加到高分子材料中后，燃燒過程中容易產生有毒氣體和煙霧而污染環境，造成了“二次災害”，使得其使用逐漸受到限制；磷系阻燃劑因低毒，防滴落，低煙，阻燃效率高，而逐漸受到重視，但有機磷系阻燃劑往往熱穩定性低，容易水解，使得其應用也受到限制。因此，有學者將三聚氰胺與磷酸類化合物反應制得P-N膨脹型阻燃劑。這種阻燃劑的耐熱性雖然得到提高，但是磷酸高溫下容易脫水，以及含磷物質在使用過程中容易遷移使得材料的阻燃性能下降。另有學者將磷酸銨類、多元醇，三聚氰胺三者進行反應，制得以磷酸鹽為基礎的新型P-N膨脹性阻燃劑。雖然這類阻燃劑有著較好的阻燃效果，但是由于以磷酸鹽為基礎的P-N阻燃劑容易吸潮，與高分子材料的相容性一般較差，其含有的鹽類結構也使得這類阻燃劑不能滿足某些高分子材料的使用要求。

發明內容

本發明的首要目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種環境友好、阻燃性強、不易吸潮、與聚合物材料相容性較好的含羥甲基化三聚氰胺磷化物的復合阻燃劑。

本發明的另一目的在于提供所述含羥甲基化三聚氰胺磷化物的復合阻燃劑的制備方法。

本發明的再一目的在于提供所述含羥甲基化三聚氰胺磷化物的復合阻燃劑的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種含羥甲基化三聚氰胺磷化物的復合阻燃劑，是由100重量份的羥甲基化三聚氰胺磷化物、5～100重量份的無機阻燃劑和0～100重量份的無機填料復合而成。

所述羥甲基化三聚氰胺磷化物，采用下述方法制備得到：

(1)將100重量份三聚氰胺與100～400重量份質量分數為20％～37％的甲醛溶液混合，用0.2～8重量份催化劑調節pH值至7.5～9，60～90℃下反應20～90分鐘，然后除去剩余的甲醛，得到羥甲基化三聚氰胺(如式I)；

(2)調節步驟(1)反應體系的pH值為3～4，再往其中加入50～200重量份含磷物質、100～1000重量份水、0～200重量份無水乙醇，75～100℃下反應0.5～5小時后，過濾沉淀，用水洗沉淀至pH值呈中性，將沉淀烘干后得到羥甲基化三聚氰胺硅化物。

式I中，R₁，R₂，R₃，R₄，R₅，R₆為氫或-CH₂OH，且R₁，R₂，R₃，R₄，R₅，R₆不能同時為氫。

所述含磷物質是磷酸、亞磷酸、磷酸二甲酯、亞磷酸二甲酯、磷酸二乙酯和亞磷酸二乙酯中的一種或一種以上混合物。

所述催化劑優選三乙胺或氫氧化鈉。

所述無機阻燃劑是氫氧化鋁、三氧化二銻、硼酸鋅和氫氧化鎂中的一種或一種以上混合物；

所述無機填料是碳酸鈣、煅燒高嶺土、硅微粉、云母粉和滑石粉中的一種或一種以上混合物。

上述一種含羥甲基化三聚氰胺磷化物的復合阻燃劑的制備方法，其特征在于：是由100重量份的羥甲基化三聚氰胺磷化物、5～100重量份的無機阻燃劑和0～100重量份的無機填料復合而成。

上述的一種含羥甲基化三聚氰胺磷化物的復合阻燃劑，與氯乙烯、環氧樹脂、聚丙烯、聚酯等配合使用，能提高這些高分子材料的耐熱性和阻燃性。

本發明相對于現有技術具有如下的優點及效果：

(1)本發明工藝簡單，原料易得，操作方便，適合于大規模推廣應用。

(2)本發明的復合阻燃劑熱穩定性高、極限氧指數(LOI)高、阻燃性強。

(3)本發明的復合阻燃劑不含鹵素，燃燒時釋放的有毒物質較少，對環境友好，對人的生命安全威脅較小。

(4)本發明復合阻燃劑不含有磷酸鹽結構，使得該類化合物不容易吸潮，可以滿足聚合物材料的使用要求。

(5)本發明的復合阻燃劑與聚合物材料的相容性較好，可有效提高聚氯乙烯、環氧樹脂、聚丙烯、聚酯等高分子材料的耐熱性和阻燃性。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限于此。

實施例1

羥甲基化三聚氰胺磷化物的制備：