[發明專利]一種改性三聚氰胺植酸鹽阻燃劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110235327.7
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN113150382B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 史聰靈;錢小東;劉國林;井靜云;楊兆春;車洪磊;李建;胥旋
• 申請（專利權）人: 中國安全生產科學研究院
• 主分類號: C08K5/3492
• 分類號: C08K5/3492;C08K3/22;C08L63/00;C08L77/02;C08L23/12
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 錢云

本發明提供一種改性三聚氰胺植酸鹽阻燃劑及其制備方法和應用，所述改性三聚氰胺植酸鹽阻燃劑，其外觀為納米粒子，微觀結構為含有金屬鹽的層狀三聚氰胺植酸鹽，所述金屬鹽復合在所述三聚氰胺植酸鹽內部。本發明提供了一種改性三聚氰胺植酸鹽阻燃劑，該阻燃劑可以在高聚物燃燒過程中起到片層阻隔作用，從而阻隔質量和熱量傳遞，延遲熱解氣體和外界交換，而且對毒性氣體具有較強的選擇性和催化活性，在高聚物燃燒過程中有效抑煙減毒，可應用于聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯樹脂、聚烯烴和橡膠材料的阻燃中。

技術領域

本發明涉及阻燃劑領域，尤其涉及一種改性三聚氰胺植酸鹽阻燃劑及其制備方法和應用。

背景技術

聚合物材料如聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯樹脂、聚烯烴材料或橡膠等在火災過程中不僅易燃燒，而且在燃燒過程中釋放大量的煙氣。通常情況下將一些含磷化合物、含鹵素化合物或其混合物與聚合物結合而實現聚合物的阻燃。

三聚氰胺(MA)及其鹽類屬于氮系及氮-磷系阻燃劑，三聚氰胺鹽集酸源、氣源于一體，具有無鹵、低煙、低毒、與基材相溶性好、熱穩定性好、添加量小、水溶性小、阻燃性能優異等特點，是構成膨脹型無鹵阻燃劑的重要組分。三聚氰胺及其鹽類是一種環保型無鹵阻燃劑，外觀通常為白色粉末，廣泛應用于熱塑性和熱固性塑料，以及橡膠、纖維等制品中，其中對玻纖增強尼龍6的阻燃效果非常好。三聚氰胺及其鹽類作為膨脹型無鹵阻燃劑具有較好的阻燃作用，符合綠色化學要求，但其存在阻燃效率低、抑煙性能差等缺陷，嚴重制約了其應用。

因此在原有基礎上對阻燃劑進行改性，在最大程度上提高其阻燃效率和抑煙性能，成為無鹵阻燃劑未來發展所要著重研究的方向。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種改性三聚氰胺植酸鹽阻燃劑及其制備方法和應用。

本發明采用以下技術方案：

本發明提供一種改性三聚氰胺植酸鹽阻燃劑，其外觀為納米粒子，微觀結構為含有金屬鹽的層狀三聚氰胺植酸鹽，所述金屬鹽復合在所述三聚氰胺植酸鹽內部。

本發明將三聚氰胺植酸鹽復合金屬鹽改性后，由于其特殊的結構，可以在高聚物燃燒過程中起到片層阻隔作用，從而阻隔質量和熱量傳遞，延遲熱解氣體和外界交換，而且對毒性氣體具有較強的選擇性和催化活性，在高聚物燃燒過程中有效抑煙減毒。該納米阻燃劑添加到聚合物基體中，分散性良好，且用量較少的情況下即可達到較好的阻燃抑煙效果。

優選地，所述三聚氰胺植酸鹽與所述金屬鹽的質量比為5～50：1。

優選地，所述金屬鹽中的金屬為鎂、鈣、鍶、鋇、鋁、錫、鈰、過渡金屬中的一種或多種。

進一步優選地，所述金屬鹽中的金屬為銅、鐵、鈦。

本發明還提供上述改性三聚氰胺植酸鹽阻燃劑的制備方法。

本發明提供的制備方法包括：將三聚氰胺和含金屬的化合物分散于水中，于50～95℃下添加植酸進行反應，反應后調節溶液pH為6.5～7.5，再依次經過濾、洗滌、干燥和粉碎。其中含金屬的化合物指能夠反應生成相應金屬鹽的化合物。

采用本發明的制備方法可以簡單可控地獲得上述改性三聚氰胺植酸鹽阻燃劑，且收率較高。

優選地，所述含金屬的化合物為金屬氧化物或金屬氫氧化物。具體地，金屬氧化物可以為氧化鋁水合物、氧化鋁、氧化鎂、氧化鋅、氧化鈣、氧化鈰、三氧化二鐵、四氧化三鐵、二氧化鈦、氧化鋇、氧化鍶、氧化鋨、四氧化鋨中的一種或多種；氫氧化物可以為氫氧化鋁、氫氧化鋅、氫氧化鈰、氫氧化鐵、氫氧化鈣、氫氧化鍶、氫氧化銅、氫氧化鈦、氫氧化錫中的一種或多種。

優選地，所述植酸與所述三聚氰胺的摩爾比為1:0.5～1。

優選地，所述植酸與所述含金屬的化合物的摩爾比為1:0.01～0.2。