[發(fā)明專利]無鹵有機磷-氮膨脹性阻燃劑及其在阻燃油漆中的應(yīng)用

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110343796.7
• 申請日: 2011-11-03
• 公開（公告）號: CN102504645A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪志勇;查正根;萬常峰;唐林;李運峰;汪蘇靖
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: C09D7/12
• 分類號: C09D7/12;C09D5/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;趙鎮(zhèn)勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種無鹵有機磷-氮膨脹性阻燃劑及其在阻燃油漆中的應(yīng)用，屬于阻燃劑及應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

無機阻燃劑雖然具有熱穩(wěn)定性好、低毒或無毒、不產(chǎn)生腐蝕性氣體、貯存中不揮發(fā)不析出、阻燃效果持久等優(yōu)點，但無機阻燃劑使用時添加量大，且往往給基質(zhì)的機械物理性能帶來較大的不良影響；含鹵阻燃劑在阻燃效果上應(yīng)該是比較好的，但在高溫下會產(chǎn)生有毒的鹵化氫氣體，對環(huán)境有一定的污染，特別是C-Br鍵在室溫下放置較長時間會游離出溴，添加到高分子材料中去會產(chǎn)生降塑性，影響材料的質(zhì)量和使用壽命。

磷系阻燃劑分為無機磷阻燃劑和有機磷阻燃劑。現(xiàn)有的有機磷型阻燃劑大多含有鹵素，加入油漆中對油漆的物理化學(xué)性能及固化后的機械性能影響很大，并且對油漆沒有阻燃功能。有機磷系阻燃劑中，常用的是磷酸酯和膦酸酯類。例如：9，10-二氫-9-乙二酸-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)與衣康酸的加合物是商品阻燃劑的活性成分，常作為共反應(yīng)劑用于聚酯纖維中。在PET纖維中以低裝填量(0.3～0.65％)的阻燃效果好。含磷PET阻燃劑很容易出現(xiàn)熔滴現(xiàn)象，可能是在燃燒中氧化降解產(chǎn)生的聚磷酸所導(dǎo)致。而現(xiàn)有的無鹵有機磷阻燃劑，如歐洲專利EP?389,433的環(huán)狀磷酸酯，德國專利DE?3,925,792的芳基磷酸酯，日本專利JP03,137,154的聯(lián)苯基磷酸酯等，都有成本高、工藝流程復(fù)雜等缺點，如需要減壓蒸餾，需要使用成本較高的苯酚衍生物、聯(lián)苯化合物等原料，并且在用途上不能對所有油漆阻燃；該環(huán)狀磷酸酯只能添加到環(huán)氧氯丙烷和甲基四羥基亞麻子油酸酐及氫氧化鋁混合物中，生產(chǎn)反應(yīng)型的阻燃樹脂；該芳基磷酸酯只能和聚四氟乙烯、硼酸鋅一起加到4，4′-亞甲基二苯酚乙酯和玻璃纖維的混合物中，生產(chǎn)阻燃塑料；該聯(lián)苯基磷酸酯只添加于對羥基苯甲酸、4，4′-二羥基聯(lián)苯、對苯二甲酸、醋酐等混合物，生產(chǎn)阻燃共聚物。最近發(fā)展了一些帶有芳香基團(tuán)的環(huán)狀磷酸酯的阻燃劑，如日本專利WO?2010/095699?A1；含有芳香支鏈磷酸酯聚合物的阻燃劑，如美國專利WO?2010/132332?A1。這些阻燃劑與樹脂的兼容性可能會更好一些，但生產(chǎn)工藝復(fù)雜，成本也較高，主要用于塑料和橡膠制品的阻燃，對樹脂的適用范圍有一定局限性。目前對于油漆的阻燃還沒有一個較廣普的阻燃劑。

隨著人們對生活質(zhì)量的要求進(jìn)一步提高，各種阻燃產(chǎn)品將會普及到人們的生活當(dāng)中去，其中油漆作為很多物品的表面裝飾和保護(hù)試劑，將會應(yīng)用到社會的各個領(lǐng)域，典型的如汽車行業(yè)、建筑行業(yè)，以及家電行業(yè)等等。由于油漆的應(yīng)用面廣，而氧指數(shù)又比較低，迫切需要阻燃處理。羅馬尼亞專利Rom.RO94,457曾公開了一種阻燃油漆的配方，采用不易燃燒的鄰苯二甲酸甘油酯亞麻子油作為基質(zhì)，加入磷酸氫銨的水合物和碳酸鈉作為阻燃劑，這是一種防火的有機涂料，而不是油漆阻燃劑，磷酸氫銨和碳酸鈉是不能作為油漆阻燃劑的，因而該專利同樣未解決適用于各種油漆的阻燃劑問題。中國專利CN101629043A公開了一種防火阻燃油漆，但其只是對黑色金屬表面起到阻燃效果，且在生產(chǎn)過程中用到高毒性物質(zhì)三氯氧磷。世界知識產(chǎn)權(quán)專利WO?2010/136105?A2公開的一種阻燃油漆的配方，利用小分子之間的反應(yīng)形成季銨鹽，然后把其加入到油漆中起到阻燃效果。美國專利US?2008/0054230?A1中按一定的比例加入了水、磷酸銨、熱塑性流動樹脂、二氧化鈦粉末等，通過適當(dāng)?shù)臄嚢瑁纬闪艘环N阻燃油漆的配方；而上述無機鹽磷酸銨、二氧化鈦是不能和油漆兼容的，會改變大部分樹脂的物理機械性能。因而該專利同樣未解決適用于各種油漆的阻燃劑問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有含鹵阻燃劑在高溫下會產(chǎn)生有毒的鹵化氫氣體，對環(huán)境有污染，以及對于油漆的阻燃目前還沒有一個較廣普的阻燃劑的問題，進(jìn)而提供一種無鹵有機磷-氮膨脹性阻燃劑及其在阻燃油漆中的應(yīng)用。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種無鹵有機磷-氮膨脹性阻燃劑，將1重量份的五氧化二磷和1～3重量份的磷酸混合成為五氧化二磷和磷酸的混合物，在90～180℃條件下將該混合物加熱1～2小時，攪拌條件下在該混合物中依次加入0.5～1重量份的成炭劑和2～4重量份的發(fā)泡劑，攪拌使其成為均相后，加入胺類化合物中和至pH值為5～7，然后用有機溶劑洗滌，過濾，將濾渣烘干，即得到無鹵有機磷-氮膨脹性阻燃劑。

一種無鹵有機磷-氮膨脹性阻燃劑在阻燃油漆中的應(yīng)用，將所述無鹵有機磷-氮膨脹性阻燃劑按15-35％的重量比均勻混入普通油漆中，即成為抗靜電的阻燃油漆。