[發明專利]一種基于APP和DOPO的新型阻燃劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202110368813.6
• 申請日: 2021-04-06
• 公開（公告）號: CN113045800A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 袁明強;陳榮義;黃劍;何杰
• 申請（專利權）人: 什邡市太豐新型阻燃劑有限責任公司
• 主分類號: C08K9/06
• 分類號: C08K9/06;C08K3/32;C08K5/5313;C08L63/02;C08L67/02
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 薛波

本發明提供了一種基于APP和DOPO的新型阻燃劑的制備方法，包括以下步驟：S1：在弱酸性條件下水解具有環氧基團或雙鍵基團的偶聯劑；S2：在攪拌狀態下的APP粉體中加入水解后的偶聯劑，在100～160℃的條件下，攪拌反應1h；S3：控制S2改性后的APP料溫為115～125℃，加入使用乙醇溶解的DOPO，攪拌反應3～5h。其能夠提高APP的耐水性的同時控制生產成本，增大阻燃劑的適用范圍。本發明還提供了一種基于APP和DOPO的新型阻燃劑，由上述基于APP和DOPO的新型阻燃劑的制備方法制備而成，具備上述優點。

技術領域

本發明涉及阻燃劑技術領域，具體而言，涉及一種基于APP和DOPO的新型阻燃劑及其制備方法。

背景技術

聚磷酸銨(APP)是一種長鏈狀含磷氮的無機聚合物。由于其具有化學穩定性好、吸濕性小、分散性優良、密度小、毒性低等優點，廣泛用于阻燃塑料、橡膠、纖維等領域。但是國內外APP應用過程中存在一個共性的問題，就是APP的耐水性不佳，吸濕性較強。因此，在一些電子器件中應用時必須進行疏水改性處理。

目前，提高APP耐水性能的方法主要有：通過偶聯劑對APP進行表面處理，對APP進行微膠囊化處理，利用溶膠－凝膠處理工藝對APP進行包覆改性等方法。

9，10-二氫-9氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)含有連苯環結構和菲環結構，相比于未成環的磷酸酯具有較好的熱穩定性和剛性，常用于改善高分子材料的力學性能、阻燃性能和耐水解性能。

但是，單獨使用DOPO軟化點低，在橡塑領域使用加工范圍狹窄，價格昂貴，生產成本高。

在“DOPO功能化的新型疏水聚磷酸銨的制備及在PP中的應用”中提到DOPO在150℃與三聚氰胺(MEL)反應得到具有新型結構的胺鹽中間體(DOPO-MEL)；之后加入磷酸氫二銨(DAP)繼續發生反應，通過原位聚合將磷雜菲基團引入到APP的分子結構中，合成了一種DOPO功能化的新型疏水有機聚磷酸銨(DOAPP)。該方法雖然也是鍵合了APP和DOPO，但是APP在這種反應條件下生成不完全，聚合度低。DOPO反應不易控制，對DOPO破壞極大，要到達疏水的目的很困難。

發明內容

本發明的第一個目的在于提供一種基于APP和DOPO的新型阻燃劑的制備方法，其能夠提高APP的耐水性的同時控制生產成本，增大阻燃劑的適用范圍；

本發明的第二個目的在于提供一種基于APP和DOPO的新型阻燃劑，具備上述優點。

本發明通過以下技術方案實現：

一種基于APP和DOPO的新型阻燃劑的制備方法，包括以下步驟：

S1：在弱酸性條件下水解具有環氧基團或雙鍵基團的偶聯劑；

S2：在攪拌狀態下的APP粉體中加入水解后的偶聯劑，在100～160℃的條件下，攪拌反應1h；

S3：控制S2改性后的APP料溫為115～125℃，加入使用乙醇溶解的DOPO，攪拌反應3～5h。

DOPO不僅具有較好的熱穩定性和剛性，并且結構中含有活潑的P-H鍵，對烯烴、環氧鍵和羰基等極具活性，可反應生成許多衍生物。DOPO基阻燃劑在高分子材料燃燒時，可形成聚磷酸、亞磷酸、磷酸使材料表面脫水形成碳層，隔絕氧氣和燃燒產生的熱量向材料內部傳遞，實現凝聚相阻燃；同時，其在燃燒時產生難燃氣體，稀釋可燃氣體濃度，并且產生的P·和PO·等自由基能夠猝滅熱解產生的高活性的H·和HO·自由基，中斷燃燒的自由基反應，從而實現氣相阻燃。

本發明首先在弱酸性條件水解具有環氧基團或雙鍵基團的硅烷偶聯劑，然后滴加在攪拌狀態下的APP粉體中，保持攪拌的溫度在100℃～160℃，攪拌反應1h。使偶聯劑鍵合在APP的表面。然后控制料溫在115℃～125℃，加入計量的使用乙醇溶解的DOPO，攪拌反應3～5h。得到DOPO鍵合于APP表面的新型阻燃劑。