[發明專利]一種表面包覆含氟硅油的聚磷酸銨的制備方法

在審

• 申請號: 201410735477.4
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104479172A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 鮑文波;高蘇亮;季洋;張惠;宋佳倫
• 申請（專利權）人: 黑龍江省潤特科技有限公司
• 主分類號: C08K9/10
• 分類號: C08K9/10;C08K9/06;C08K3/32;C08L23/06;C09C1/00;C09C3/12
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 侯靜

技術領域

本發明涉及一種聚磷酸銨的制備方法。

背景技術

聚磷酸銨(APP)是一種添加型無機阻燃劑，其含磷量高，含氮量大，熱穩定性好，產品近于中性，并可以與其它阻燃劑(無機物或有機物)混用，分散性較好，同時具有價格便宜、毒性較低、使用安全等優點，因而廣泛地應用于配制膨脹型防火涂料、電纜防火處理、紙張和木材等的阻燃處理，又可以用于塑料和橡膠的阻燃制品中。

根據聚合度n的大小，APP可分為短鏈APP(n＝10～20)(又稱水溶性APP)長鏈APP(n>20)(又稱水不溶性APP)，其中長鏈APP用途廣泛。目前對APP的改進方法主要有：

(1)提高聚合度：高聚合度的APP吸水性小，熱穩定性高。日本專利報道，加熱磷酸銨與五氧化二磷的混合物，溫度為200～300℃，加磷酸銨于上述反應物中，整個反應中磷酸銨與五氧化二磷的物質的量比控制在(1:1)～(30:1)，再加尿素，尿素與整個反應的磷酸銨的物質的量比為(1:20)～(2:1)，溫度250℃～330℃，產物為II-型APP。有關高質量聚磷酸銨的研究，國外在這方面己有產品投入市場，如美國Hoechest公司生產的Exolit系列阻燃劑中，ExolitAPP22產品聚合度超過700，Hoechest公司開發的聚磷酸銨聚合物，聚合度達2000，溶解度兒乎為0，有較高的白度指數。中國由于生產設備不具備及加熱、攪拌和捏合于一體的裝置要求，而且產品質量不穩定。另外值得注意的是五氧化二磷正逐步淡出APP的制備過程，取而代之的是尿素，但該原料在反應時放出大量的氨氣和二氧化碳，對反應釜的容積提出了更高的要求，并且反應過程中反應物呈高粘性物，氣體從中排出比較困難。

(2)微膠囊化：APP與某些高分子材料相容性較差，易從聚合物制品中滲出而流失，降低了它的阻燃性能。再者，APP的熱穩定性較差，受熱分解產生小分子化合物，難以滿足在較高溫度下塑料加工的要求。采用微膠囊技術(MC)對APP進行包覆處理，使APP表面涂有包覆材料，從而改變APP的性能。根據所需的阻燃基料種類，選擇合適的囊材，MC化的阻燃劑加入后增加與聚合物的相容性，從而減少和消除阻燃劑對聚合物制品物理、機械和電性能的不利影響。可用于包覆材料的種類很多，一般選用耐熱性較高的聚脲、蜜胺樹脂、環氧樹脂、季戊四醇等，不僅可以改善其操作性，而且有利于環境保護。德國專利報導，用三聚氰胺甲醛樹脂MC化APP的實例為：在5.2kg的APP(牌號為Exolit22)中加入500g牌號為KanraaminTmpreganting?Resin700的三聚氰胺甲醛樹脂、5.6kg水和3L甲醇，在120℃反應20min，制得5.5kgMC化的APP。與未MC化的APP相比，MC化的APP水溶性由25℃的8.2％和60℃的62％分別降至0.2％和0.8％。另一個用聚脲MC化APP的實例為：將含15g聚脲(牌號為Cardate)的丙酮溶液滴加到含250g的APP的丙酮溶液中，回流2h，加水，制得250g聚脲MC化水解穩定性的與未MC化的APP相比，水溶性由8.2％和62％(25℃和600℃)降至3.6％和14.3％。將該產品添加到聚氨酯中，阻燃效果達UL-94V-0級。

北京聯合大學蘆笑梅使用EVA對APP制成的IFR進行包覆改性，提高了IFR阻燃PP的防潮性，并改善了IFR與PP的相容性。其合成步驟為：將3g的H₃PO₄在190℃下加到27g的APP中，使呈現熔融狀態，并加入l0g季戊四醇、2.5g三聚氰胺，反應5h，再加入7.5g三聚氰胺反應2h，得產物。將產物在230～250℃脫氣處理2h，冷卻后研磨得白色粉末狀IFR。將EVA與IFR按比例在180℃料溫下混合均勻，即得MC化的IFR。結果表明，加入EVA后的IFR阻燃PP吸潮性有明顯改善：不加EVA時為8.36％，加入4.2％EVA后為0.86％。