[發明專利]一種三聚氰胺改性木質素/氫氧化鋁雙重包覆紅磷阻燃劑及其在EVA樹脂中的應用

有效

• 申請號: 201810902442.3
• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN109054100B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 熊雷;鐘柔潮;靳艷巧;呂秋豐
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: C08K9/10
• 分類號: C08K9/10;C08K3/02;C08K3/22;C08L23/08;C08L97/00;C08H7/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明公開了一種有機?無機雙重包覆紅磷阻燃劑及其在EVA樹脂中的應用，其屬于高分子材料領域。本發明主要以木質素、醛、三聚氰胺、堿、鋁鹽、紅磷、分散劑為原料，采用曼尼希反應和化學共沉淀法相結合制備三聚氰胺改性木質素/氫氧化鋁雙重包覆紅磷阻燃劑。本發明有機?無機雙重包覆紅磷阻燃劑能顯著改善紅磷的表面性能和不穩定性，提高其與高分子材料的相容性，所用木質素是可再生的生物質材料，價廉易得，且紅磷、三聚氰胺改性木質素與氫氧化鋁之間顯示出良好的阻燃協同效應，該阻燃劑在EVA樹脂中具有良好的阻燃及抑煙作用。

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，具體涉及一種三聚氰胺改性木質素/氫氧化鋁雙重包覆紅磷阻燃劑的制備方法及其在EVA樹脂中的應用。

背景技術

EVA（乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）具有優異的耐腐蝕性、加工性、保溫性，被廣泛應用于電線電纜領域。近年來電線電纜行業飛速發展，對EVA樹脂的用量日益增長。但EVA樹脂極易燃燒，在燃燒時會產生大量的有毒性氣體，對人體乃至環境存在嚴重威脅。因此研究EVA樹脂的阻燃是當前的一個重要課題。

微膠囊化紅磷阻燃劑是一種高效的環保型無鹵阻燃劑，與鹵銻系阻燃劑相比，微膠囊化紅磷具有無毒、抑煙等優點；相比有機磷-氮膨脹型阻燃劑，其價格相對較低，且添加量少；同時微膠囊化紅磷通過表面包覆能顯著改善紅磷與高分子材料的相容性，且熱穩定性好，粉塵爆炸危險性大為減少。近年來，國內外對微膠囊化紅磷阻燃劑的研究越來越看重。按照包覆紅磷基材的不同，紅磷包覆可分為無機包覆法、有機包覆法及無機-有機包覆法三種。無機包覆法是以無機材料作為囊材包覆紅磷，其在著火點、吸濕性和磷化氫發生量等方面都會有一定的改善，但在與樹脂的相容性方面有所欠缺。有機包覆法是以有機高分子作為囊材包覆紅磷，其優點是磷化氫發生量少、產品著火點高、與樹脂相容性好，但吸濕性較強。有機-無機包覆法是通過有機和無機的方法對紅磷進行雙重包覆，可集中有機包覆和無機包覆的優點，又在一定程度上克服了兩者的不足，是目前制備微膠囊化紅磷較為理想的工藝。

本發明提出將三聚氰胺改性木質素和氫氧化鋁作為囊材，紅磷作為芯材，制備出一種有機-無機雙重包覆紅磷阻燃劑，既可有效利用木質素這種可再生天然高分子和氫氧化鋁這種無機阻燃劑來改善紅磷的不穩定性和表面性質，且可以充分發揮紅磷、三聚氰胺改性木質素與氫氧化鋁之間良好的阻燃協同效應，可望在EVA樹脂中應用并取得良好的阻燃效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種有機-無機雙重包覆紅磷阻燃劑的制備方法，所得阻燃劑具有消煙、耐候性好、與高分子相容性好、阻燃效率高等特點，在EVA樹脂中具有廣闊的應用前景。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明以木質素、醛、三聚氰胺、堿、鋁鹽、紅磷、分散劑為原料，采用曼尼希反應和化學共沉淀法相結合制備三聚氰胺改性木質素/氫氧化鋁雙重包覆紅磷阻燃劑。其工藝流程包括原料的配備、三聚氰胺改性木質素的合成和有機-無機雙重包覆紅磷阻燃劑的制備，具體如下：

（1）原料的配備：稱取一定量的堿溶于去離子水中配制出一定濃度的堿溶液，然后按一定比例加入木質素進行溶解。

OH^-濃度（wt%）：2-10；

木質素用量（g/mol OH^-）：20-100；

（2）三聚氰胺改性木質素的制備：三聚氰胺改性木質素采用曼尼希反應原理制備，具體步驟如下：將木質素的堿溶液倒入裝有電動攪拌器、溫度計、回流冷凝管的三口燒瓶中，將油浴升高到80-100℃，緩慢加入一定量醛，反應1-3h。然后緩慢加入一定配比的三聚氰胺，繼續保溫反應1-3h。其反應條件為：

醛用量 (mol/10g木質素)：0.05-0.5；

三聚氰胺用量 (g/10 g木質素)：6.3-25.2；

氣氛：空氣；