[發(fā)明專利]多聚氰胺聚磷酸鹽及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110363629.2
• 申請(qǐng)日: 2021-04-02
• 公開（公告）號(hào): CN113150383B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡程程;劉二朋;方玖燊;張慧;李悅;費(fèi)琛;趙歡歡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 奇瑞新能源汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): C08K5/3492
• 分類號(hào): C08K5/3492;C08L23/06
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 歐陽高鳳

本發(fā)明公開了多聚氰胺聚磷酸鹽及其制備方法。該制備方法包括：(1)將氮源和磷源混合研磨，并在所述研磨過程中加入穩(wěn)定劑、分散劑和催化劑，以便得到前驅(qū)體；(2)對(duì)所述前驅(qū)體進(jìn)行煅燒處理，以便使所述氮源和磷源反應(yīng)得到多聚氰胺聚磷酸鹽，其中，所述穩(wěn)定劑適于減少所述氮源和磷源的熱分解損失，所述分散劑適于防止多聚氰胺聚磷酸鹽團(tuán)聚，所述催化劑適于加速反應(yīng)速率和提高多聚氰胺聚磷酸鹽的聚合度。該方法具有簡(jiǎn)單高效、成本低、反應(yīng)時(shí)間短、工藝操作簡(jiǎn)單、環(huán)境污染小等優(yōu)勢(shì)，所得到的多聚氰胺聚磷酸鹽與樹脂等高分子材料的相容性好，熱穩(wěn)定性能突出，適合于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于阻燃材料領(lǐng)域，具體而言，涉及多聚氰胺聚磷酸鹽及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來，高分子材料由于具有質(zhì)輕、易加工成型等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)和生活中。然而絕大多數(shù)高分子材料容易燃燒，并且在燃燒的過程伴隨著有毒有害氣體的生成，因此存在嚴(yán)重的火災(zāi)隱患。在這樣的環(huán)境下，對(duì)高分子材料進(jìn)行阻燃改性顯得特別重要。傳統(tǒng)使用的鹵素阻燃劑具有較高的阻燃效率，是目前使用最多的阻燃材料，但是含鹵阻燃劑在阻燃的過程中會(huì)產(chǎn)生二噁英等有毒物質(zhì)，且發(fā)煙量大，危害極大，嚴(yán)重破壞生態(tài)，污染環(huán)境，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，鹵系阻燃劑受到了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，各國(guó)也相應(yīng)加大了對(duì)無鹵阻燃劑的開發(fā)，其中無鹵膨脹型阻燃劑就是解決的對(duì)策之一。

膨脹型阻燃劑是現(xiàn)代發(fā)展極快的一類環(huán)保型阻燃劑，它以磷、氮為主要活性組成，不含鹵素。高溫時(shí)，膨脹型阻燃劑在高分子材料表面形成致密的炭層，可以隔絕氧氣和熱量，并且生煙量少，不產(chǎn)生有毒有害氣體，阻燃效果良好。三聚氰胺聚磷酸鹽(melaminepolyphosphate，簡(jiǎn)稱MPP)是一種磷-氮膨脹型阻燃劑，具有熱穩(wěn)定性好、阻燃性能優(yōu)異、與基材的相容性好、無鹵、低煙和低毒等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于塑料、樹脂和聚氨酯彈性體等領(lǐng)域，特別適合在較高溫度下加工的工程塑料，例如玻纖增強(qiáng)的尼龍66、尼龍46和聚酯等高分子材料。其常見的合成方法是由磷酸與三聚氰胺在水溶液或有機(jī)溶劑(甲醇、冰醋酸)體系中制備聚磷酸三聚氰胺，例如專利CN 102977043A是將三聚氰胺分散到有機(jī)溶劑中并加熱到80～110℃，在攪拌下加入聚磷酸，反應(yīng)保溫1～4h后冷卻至室溫，過濾烘干得到聚磷酸三聚氰胺鹽產(chǎn)品，然而，該方法發(fā)明的缺點(diǎn)在于反應(yīng)放熱，反應(yīng)溫度升高過快，控制不當(dāng)時(shí)易產(chǎn)生燃燒、爆炸的潛在危險(xiǎn)，且工藝成本很高，大大限制了其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出多聚氰胺聚磷酸鹽及其制備方法。該制備方法采用固相合成來獲得多聚氰胺聚磷酸鹽阻燃劑，同時(shí)利用穩(wěn)定劑、分散劑、催化劑來促進(jìn)原料反應(yīng)充分、均勻進(jìn)行，防止磷酸、氨氣過早逸出，改善煅燒過程中的嚴(yán)重?zé)Y(jié)現(xiàn)象，大大提高阻燃劑的聚合度，不僅簡(jiǎn)捷、高效、無鹵，對(duì)環(huán)境友好，而且成本低，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種制備多聚氰胺聚磷酸鹽的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：

(1)將氮源和磷源混合研磨，并在所述研磨過程中加入穩(wěn)定劑、分散劑和催化劑，以便得到前驅(qū)體；

(2)對(duì)所述前驅(qū)體進(jìn)行煅燒處理，以便使所述氮源和磷源反應(yīng)得到多聚氰胺聚磷酸鹽，

其中，所述穩(wěn)定劑適于減少所述氮源和磷源的熱分解損失，所述分散劑適于防止多聚氰胺聚磷酸鹽團(tuán)聚，所述催化劑適于加速反應(yīng)速率和提高多聚氰胺聚磷酸鹽的聚合度。

本發(fā)明上述實(shí)施例的制備多聚氰胺聚磷酸鹽的方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、與普通的固相法相比，采用固相-催化聚合方法使得反應(yīng)更加充分，產(chǎn)率高，簡(jiǎn)單有效，成本低，無污染，適合于工業(yè)化生產(chǎn)；2、通過加入穩(wěn)定劑、分散劑、催化劑，可以使得原料在煅燒過程中反應(yīng)充分、均勻，防止磷酸、氨氣過早逸出，改善煅燒過程中的嚴(yán)重?zé)Y(jié)現(xiàn)象，大大提高阻燃劑的聚合度；3、制得的多聚氰胺聚磷酸鹽熱穩(wěn)定性好，能經(jīng)得起聚合物在加工過程中200℃以上的高溫，且制得的多聚氰胺聚磷酸鹽阻燃劑與高聚物有良好的相容性。