一种膨胀型三聚氰胺次磷酸盐阻燃剂的制备方法.pdf

本发明涉及一种膨胀型三聚氰胺次磷酸盐阻燃剂的制备方法，包括：采用水相合成法，将摩尔比为1∶0.5-3的三聚氰胺和次磷酸加入到水中，以300r/min的搅拌速度，于0-100℃搅拌反应2个小时，然后将反应产物进行抽滤、洗涤，于150℃干燥3小时，即得三聚氰胺次磷酸盐阻燃剂。该制备方法简捷、高效、无卤，对环境友好，成本低，具有良好的经济效益；且制得的阻燃剂磷含量高，常温下为固体，热稳定性高，与高聚物相容性好，不仅可用于聚烯烃的无卤素阻燃体系，还可以用于聚酯、聚酰胺等工程塑料的无卤素阻燃。

1.  一种膨胀型三聚氰胺次磷酸盐阻燃剂的制备方法，包括：
采用水相合成法，将摩尔比为1∶0.5-3的三聚氰胺和次磷酸加入到水中，以300r/min的搅拌速度，于0-100℃搅拌反应2个小时，然后将反应产物进行抽滤、洗涤，于150℃干燥3小时，即得三聚氰胺次磷酸盐阻燃剂。

2.  根据权利要求1所述的一种膨胀型三聚氰胺次磷酸盐阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述的三聚氰胺和次磷酸的摩尔比为1∶0.8-1.2。

3.  根据权利要求1所述的一种膨胀型三聚氰胺次磷酸盐阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述的反应温度为10-40℃。

一种膨胀型三聚氰胺次磷酸盐阻燃剂的制备方法
技术领域
本发明属膨胀型阻燃剂的制备领域，特别是涉及一种膨胀型三聚氰胺次磷酸盐阻燃剂的制备方法。
背景技术
自20世纪80年代以来，阻燃剂已成为仅次于增塑剂的合成材料用量最大的助剂。随着经济的发展，人们对环保和安全意识有了很大提高，对生态环境和生命价值也更为关注。传统的卤系阻燃剂由于其阻燃效率高而被大量用于阻燃材料的生产。但由于卤系阻燃产品在燃烧时产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性气体，妨碍救护及人员疏散，导致二次灾害发生。因此，卤系阻燃产品的应用受到了限制。无卤阻燃剂由于具有低烟、低毒等环境友好型特点，得到广泛应用。使用高效、低烟、无毒或低毒的无卤阻燃剂将成为未来阻燃材料发展的必然趋势。最近研究比较热门的就是无机填充阻燃剂和磷系阻燃剂。
但是现有的磷系阻燃剂多存在反应工艺复杂，副产物多或者收率低无工业生产价值的的缺陷。CN 1396924A描述了三聚氰胺的缩合产物和含磷酸盐的合成反应，其反应温度在250-400℃，并且其反应副产物较多，可能对阻燃效果产生影响。CN 1721423A描述了双磷酸季戊四醇酯三聚氰胺盐的合成方法，其中间产物磷酸季戊四醇酯的合成需要反应7-10个小时，反应时间过长，且溶剂为苯对环境影响大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种膨胀型三聚氰胺次磷酸盐阻燃剂的制备方法，该方法简捷、高效、无卤，对环境友好，成本低，具有良好的经济效益；且制得的阻燃剂磷含量高，常温下为固体，热稳定性高，与高聚物相容性好，不仅可用于聚烯烃的无卤素阻燃体系，还可以用于聚酯、聚酰胺等工程塑料的无卤素阻燃。
本发明的一种膨胀型三聚氰胺次磷酸盐阻燃剂的制备方法，包括：
采用水相合成法，将摩尔比为1∶0.5-3的三聚氰胺和次磷酸加入到水中，以300r/min的搅拌速度，于0-100℃搅拌反应2个小时，然后将反应产物进行抽滤、洗涤，于150℃干燥3小时，即得三聚氰胺次磷酸盐阻燃剂。
所述的三聚氰胺和次磷酸的摩尔比为1∶0.8-1.2；
所述的反应温度为10-40℃。
三聚氰胺磷酸盐因其分子中同时含有磷和氮，具有膨胀阻燃剂的酸源和气源，是一种成熟的膨胀阻燃剂。本发明针对膨胀阻燃剂的特点，以含磷量更高的次磷酸替代磷酸，将之与三聚氰胺反应制成三聚氰胺次磷酸盐，得到了阻燃效果更好的阻燃剂。
有益效果
(1)本发明的制备方法简捷、高效、无卤，反应为水相聚合，减少了有机溶剂对设备的腐蚀，而且产物不溶于水，废水回收利用简单，对环境友好；反应在室温下进行，省去了加热过程，降低了成本，具有良好的经济效益；
(2)该阻燃剂磷含量高，常温下为固体，热稳定性高，与高聚物相容性好，不仅可用于聚烯烃的无卤素阻燃体系，还可以用于聚酯、聚酰胺等工程塑料的无卤素阻燃。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
取126g三聚氰胺(1mol)和132g浓度50％的次磷酸(1mol)，将次磷酸和1L水加入到2000ml烧杯中，置于25℃水浴中，用恒速电动搅拌器以300r/min的速度搅拌，将三聚氰胺分批加入，反应2个小时。将反应产物抽滤，并用适量水洗涤后，在真空烘箱中150摄氏度烘干3小时称重三聚氰胺次磷酸盐MHP产量为170.1g，反应产率为88.54％。预计反应产物结构式为：

元素分析(％)：主要元素N为43.38(43.75)，P为16.09(16.15)，括号内为理论含量，经红外光谱的分析证实了合成产物的结构。
实施例2
取126g三聚氰胺(1mol)和132g浓度50％的次磷酸(1mol)，将次磷酸和1L水加入到2000ml烧杯中，置于50℃水浴中，用恒速电动搅拌器以300r/min的速度搅拌，将三聚氰胺分批加入，反应2个小时。将反应产物抽滤，并用适量水洗涤后，在真空烘箱中150摄氏度烘干3小时称重三聚氰胺次磷酸盐MHP产量为164.9g，反应产率为85.93％。
实施例3
取126g三聚氰胺(1mol)和264g浓度50％的次磷酸(2mol)，将次磷酸和1L水加入到2000ml烧杯中，置于25℃水浴中，用恒速电动搅拌器以300r/min的速度搅拌，将三聚氰胺分批加入，反应2个小时。将反应产物抽滤，并用适量水洗涤后，在真空烘箱中150摄氏度烘干3小时称重三聚氰胺次磷酸盐MHP产量为213.6g，反应产率为82.79％。
实施例4
将三聚氰胺次磷酸盐MHP和氢氧化镁(MH)复配添加到聚醋酸乙烯酯(EVA)中，比例为MHP∶MH∶EVA＝30％∶25％∶45％，按注塑成标准样条，其力学性能率保持在85％以上，极限氧指数为28％，阻燃级别达到V-0级。