[發(fā)明專利]一種雜化阻燃劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210186785.7
• 申請(qǐng)日: 2012-06-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102690661A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王標(biāo)兵;李慶蛟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州大學(xué)
• 主分類號(hào): C09K21/14
• 分類號(hào): C09K21/14;C08L61/28;C08K3/22;C08G12/32
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉雜化阻燃劑技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種雜化阻燃劑及其制備方法。

背景技術(shù)

氫氧化鎂是一種無(wú)鹵的、環(huán)境友好添加型阻燃劑，被越來(lái)越多的應(yīng)用于阻燃高聚物。其主要通過(guò)(a)吸收燃燒區(qū)域的熱量，(b)受熱分解釋放水蒸汽，(c)生成炭層同時(shí)減少煙的產(chǎn)生，(d)生成金屬氧化物隔絕高分子材料與氧氣的接觸等方式展現(xiàn)出優(yōu)異的阻燃和抑煙性能。但是其阻燃效率比較低，添加量需要達(dá)到基體的50%以上才能發(fā)揮作用，而如此高的添加量又會(huì)對(duì)高聚物的力學(xué)性能產(chǎn)生極大的影響，繼而影響高聚物的應(yīng)用。

三聚氰胺是一種三嗪類含氮雜環(huán)有機(jī)化合物，含氮量高達(dá)67%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），其熔點(diǎn)溫度高達(dá)345℃，在350℃左右升華，具備顯著的熱穩(wěn)定性、阻燃性。三聚氰胺可以在合適的溫度與酸堿度范圍內(nèi)，與甲醛依次發(fā)生羥甲基化和縮聚反應(yīng)得到三聚氰胺甲醛樹(shù)脂，其廣泛應(yīng)用于膠黏劑、泡沫塑料、合成纖維、光電材料、皮革鞣制劑、抗水劑、涂料交聯(lián)劑等領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種雜化阻燃劑及其制備方法。

本發(fā)明一種雜化阻燃劑，是由氫氧化鎂和納米三聚氰胺甲醛縮聚物雜化而成，以納米三聚氰胺甲醛縮聚物為核，片狀氫氧化鎂為殼的核殼結(jié)構(gòu)。

其中所述的納米三聚氰胺甲醛縮聚物是在酸性的苦鹵液中由具有下列結(jié)構(gòu)的羥甲基三聚氰胺中的羥甲基（-CH₂-OH）與其它羥甲基三聚氰胺分子中的氨基（-NH₂）、亞氨基（-NH-）或者羥基（-OH）發(fā)生縮合反應(yīng)形成具有線型或者支鏈型結(jié)構(gòu)的納米級(jí)的三聚氰胺甲醛縮聚物。

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其中所述的氫氧化鎂是在苦鹵液中以上述生成的納米三聚氰胺甲醛縮聚物顆粒為成核劑，在其表面生長(zhǎng)形成，具有片狀結(jié)構(gòu)。

上述雜化阻燃劑的制備方法，按照下述步驟進(jìn)行：

（1）量取一定體積的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37%的甲醛溶液，用20倍體積的水稀釋后調(diào)整pH值為8-9，加入一定摩爾的三聚氰胺，于70℃下充分?jǐn)嚢柚脸吻澹玫饺矍璋芳兹╊A(yù)聚體（羥甲基三聚氰胺）。

（2）稱取一定量的苦鹵，將其溶于去離子水中，加有少許H₂O₂，充分?jǐn)嚢韬箪o置，4-5h后過(guò)濾得濾液，定容濾液中的Mg²⁺濃度為0.5mol/L，調(diào)其pH為酸性，pH取值為1-7，得到酸性的苦鹵溶液。

（3）量取一定體積的上述苦鹵液，置于加有冷凝回流和攪拌的三口燒瓶中，維持一定溫度和攪拌速度，稱取一定體積的步驟（1）制得的三聚氰胺甲醛預(yù)聚體滴加入苦鹵液中，滴加完成后待液面剛由透明變?yōu)榈{(lán)色或者白色時(shí)，迅速降低溫度至30℃以下，同時(shí)提高轉(zhuǎn)速，待溫度穩(wěn)定10min后開(kāi)始滴加氨水，充分反應(yīng)3h后抽濾，用去離子水和乙醇洗滌2次，80℃下真空干燥即得氫氧化鎂/納米三聚氰胺甲醛縮聚物雜化阻燃劑。

其中步驟（1）中所述的三聚氰胺和甲醛的摩爾比為1:?(1-6)。

其中步驟（1）中所述的三聚氰胺甲醛預(yù)聚體為一羥甲基三聚氰胺甲醛預(yù)聚體，二羥甲基三聚氰胺甲醛預(yù)聚體，三羥基三聚氰胺甲醛預(yù)聚體，四羥甲基三聚氰胺甲醛預(yù)聚體，五羥甲基三聚氰胺甲醛預(yù)聚體，六羥甲基三聚氰胺甲醛預(yù)聚體中的一種或者幾種的混合物。

其中步驟（2）中所述的苦鹵，其主要成分為六水氯化鎂。

其中步驟（2）中所述的苦鹵濾液的pH取值優(yōu)選范圍為2-4。

其中步驟（3）中所述的滴加三聚氰胺甲醛預(yù)聚體過(guò)程中，苦鹵液的溫度維持在50-90℃。?

其中步驟（3）中所述的加入的三聚氰胺甲醛預(yù)聚體體積為苦鹵體積的10%。

其中步驟（3）中所述的氨水與苦鹵液中Mg²⁺摩爾比為2:1。

本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于使用比較便宜的原料，通過(guò)簡(jiǎn)單的工藝合成出納米級(jí)的三聚氰胺甲醛縮聚物，并以此作為氫氧化鎂合成過(guò)程中的成核劑，制備得到具有較高阻燃性的氫氧化鎂/納米三聚氰胺甲醛縮聚物雜化阻燃劑。

附圖說(shuō)明

附圖1為實(shí)施例2中雜化阻燃劑的紅外光譜圖。

附圖2為實(shí)施例2中雜化阻燃劑的XRD衍射曲線。

附圖3為實(shí)施例2中雜化阻燃劑的TG與DTG曲線。

附圖4為實(shí)施例2中雜化阻燃劑的SEM圖像。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合技術(shù)方案給出實(shí)施例以對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但實(shí)施例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1：