[發明專利]一種無鹵阻燃劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202211264380.0
• 申請日: 2022-10-17
• 公開（公告）號: CN115505172B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 趙國棟;郭喬;王豪
• 申請（專利權）人: 廣州市寅源新材料股份有限公司
• 主分類號: C08K5/5313
• 分類號: C08K5/5313;C08K5/3492;C08K3/32;C08K7/26;C08K3/38;C08L77/06;C08L67/00
• 代理公司: 北京瑞盛銘杰知識產權代理事務所(普通合伙) 11617
• 代理人: 李績

本發明屬于無鹵阻燃塑料技術領域，具體涉及一種無鹵阻燃劑及其制備方法和應用。本發明所述無鹵阻燃劑組分按重量百分數計為：二乙基次膦酸鋁阻燃劑40?90％，三聚氰胺聚(磷酸鋅)阻燃劑1?60％，亞磷酸鋁類阻燃劑1?40％，二氧化硅氣凝膠1?10％，鋅化合物0?10％，和添加劑0?3％。利用本發明所述無鹵阻燃劑主要用于制備低煙密度低煙毒性的無鹵阻燃尼龍，聚酯材料。

技術領域

本發明屬于無鹵阻燃塑料技術領域，涉及一種無鹵阻燃劑及其制備方法和應用。

背景技術

許多塑料本身因化學組成的原因極易燃燒，因此為了改善塑料的防火性能需要添加一定的阻燃劑才能滿足要求。當火災發生時，含鹵阻燃材料在阻燃過程中會產生大量的煙霧和有毒的腐蝕性鹵化氫氣體，造成二次危害。因此，隨著環保意識的提升，無鹵阻燃產品越來越受研究者與消費者的熱捧。

聚酰胺樹脂由于優異的力學性能，抗介質，電學絕緣性能，被廣泛應用于家電，電力，電子，航空，汽車等領域，但聚酰胺本身阻燃性能差，需要加入阻燃劑才能達到一定的防火性能。目前，已知的應用于聚酰胺的無鹵阻燃劑主要是有機次磷酸鹽、三聚氰胺聚磷酸鹽、三聚氰胺氰尿酸鹽、紅磷、次磷酸鹽、聚磷酸銨、磷酸酯、等。WO2004/022640發現，采用有機次膦酸鹽與三聚氰胺鹽等含氮和/或含磷阻燃劑可以達到很好的阻燃性能，同時加入堿性或兩性氧化物，硅酸鹽，硼酸鹽可以防止聚合物加工過程中分解變色，發煙量大等問題。WO2006/029711發現了次膦酸鹽(酯)、二次膦酸鹽(酯)、與含氮阻燃劑和含氧，氮或硫的金屬氧化物可以提高聚酰胺材料的灼熱絲性能。CN 109796628 A發現，二乙基次磷酸鋁和亞磷酸鋁具有很好協同阻燃效果，同時可以改善析出性和耐腐蝕性。CN 110054807 A發現無機亞磷酸鋁可以明顯改善磷氮阻燃劑——二乙基次磷酸鋁/三聚氰胺聚磷酸鹽/鋅化合物/受阻酚抗氧劑體系的熱穩定性。

但是目前已知專利很少對煙密度，煙毒性進行研究，隨著人們對生活出行安全要求越來越高，因此涉及材料的煙毒性，煙密度的要求也越來越高，特別是高鐵領域已經在普遍使用了。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在引入新的阻燃劑——三聚氰胺聚(磷酸鋅)，亞磷酸鋁和二氧化硅氣凝膠來改善二乙基次磷酸鋁阻燃體系的阻燃和煙密度煙毒性等性能，比傳統磷氮體系，可以輕松通過EN 45545-2相關等級。

本發明同時發現，三聚氰胺聚(磷酸鋅)與亞磷酸鋁類阻燃劑，二氧化硅氣凝膠協同作用，可以進一步改善材料的煙密度煙毒性，熱穩定性，阻燃性和耐腐蝕性。

本發明目的之一，提供了一種新型無鹵磷氮阻燃劑，主要用于制備低煙密度煙毒性的無鹵阻燃尼龍，聚酯材料。所述無鹵阻燃劑組分按重量百分數計為：二乙基次膦酸鋁阻燃劑40-90％，三聚氰胺聚(磷酸鋅)阻燃劑1-60％，亞磷酸鋁類阻燃劑1-40％，二氧化硅氣凝膠1-10％，鋅化合物0-10％，和其他添加劑0-3％，其中上述組分的總重量為100％。

所述的無鹵磷氮阻燃劑，作為優選的三聚氰胺聚(磷酸鋅)，分子結構如下式Ⅰ：

三聚氰胺聚(磷酸鋅)相比于傳統的三聚氰胺聚磷酸鹽(結構式Ⅱ)而言，分解溫度達到350度以上，熱穩定性更好，磷氮含量相當，但是引入鋅元素(含量在14％),可以很好的阻燃成碳的效果，目前證明鋅化合物可以作為很好阻燃協效劑，因此分子結構中引入鋅元素，可以極大改善阻燃效率，促進阻燃劑自身成碳性能，從而降低煙密度效果明顯。

作為優選，亞磷酸鋁類阻燃劑為無機亞磷酸鋁，烷基亞磷酸鋁的一種或兩種以上。