一种高分散性三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：第一步，搅拌下75-85%的工业磷酸中加入一定量的三聚氰胺，升温至60-90℃反应2小时，溶液待用；第二步，将一定量的三聚氰胺与含硅分散剂在高速搅拌机中混合均匀，然后加入第一步中的溶液，并于20-60分钟内加完；第三步，继续搅拌反应50-100分钟后，将温度升至260-300℃反应4-7小时，最后冷却、粉碎得到三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂。本发明专利技术制备方法简单，环境污染小，与一般的传统生产方法相比，反应物混合更均匀，反应时间缩短，制得的三聚氰胺聚磷酸盐在水中溶解度更小，在塑料、树脂等制品的加工过程中分散性良好，阻燃性能突出。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂的制备方法，特别是涉及一种高分散性三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂的制备方法。
技术介绍
三聚氰胺聚磷酸盐（Melamine Polyphosphate），简称MPP，其通式为(C3H7N6O3P)n，其中n≥2，是一种聚合型磷-氮系膨胀型阻燃剂，结构式可表示为： 一般工业三聚氰胺聚磷酸盐为白色结晶，20℃时水中溶解度小于0.01%，20℃饱和水溶液的pH值约为5，理论磷含量15.02%，理论氮含量40.78%，热分解1%的温度高达320~350℃，是一种无卤、低毒、热稳定性好，水溶性小，阻燃性能优异的环保型阻燃剂。现有技术制备MPP主要有下面几种方法：（1）溶剂法：由三聚氰胺与聚磷酸在有机溶剂（甲醇、冰醋酸等）中反应制备较纯的三聚氰胺聚磷酸盐。（2）固相法：先由磷酸和三聚氰胺制得三聚氰胺磷酸盐，然后热缩聚制得三聚氰胺聚磷酸盐，或者直接热处理三聚氰胺和磷酸（或多聚磷酸或磷酸铵盐）一步获得性能优异的三聚氰胺聚磷酸盐。由于溶剂法在进行工业化生产时需要使用大量有机溶剂，控制不当时易产生燃烧、爆炸的潜在危险，且该法原料昂贵、涉及催化剂的开发和使用，工艺成本很高，因此其应用一直受到限制。目前三聚氰胺聚磷酸盐的生产多以固相法为主。然而，固相法存在一个普遍的问题，即在第一步用磷酸和三聚氰胺制备三聚氰胺磷酸盐时，由于滴加速度和搅拌速度难以控制，反应物混合不均匀，容易出现凝块现象，导致发生局部反应或副反应，影响三聚氰胺磷酸盐的纯度，进而影响最终聚合产物三聚氰胺聚磷酸盐的品质。目前由该法制备的三聚氰胺聚磷酸盐普遍热稳定性较低，酸性较大，溶解度较大，特别是在材料中的分散性不佳，影响其在塑料、树脂等制品中的应用。针对上述问题，相关专利报道了通过添加改性剂以改善三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂品质的方法。例如，中国专利CN200510010255.7公开了金属改性的方法，通过将金属氢氧化物、氧化物或碳酸盐溶解或分散到浓度为80%~90%的磷酸溶液中，将水和含有磷酸二氢盐的磷酸溶液及三聚氰胺在反应釜中反应2小时后，在260~330℃条件下加热聚合8~12小时制得三聚氰胺聚磷酸盐。中国专利CN201010040041.5公开了用II型APP改性的方法，通过往反应釜中加入水、磷酸和改性剂（II型APP），加热升温至20~70℃；再加入三聚氰胺加热升温至90~100℃，反应2~5小时；将上述产物冷却、过滤、干燥处理；并在300~450℃下聚合反应10~120分钟制得三聚氰胺聚磷酸盐。虽然上述改性方法能在一定程度上改善三聚氰胺聚磷酸盐的热稳定性，提高对尼龙类、树脂类材料的阻燃性能，但是操作繁琐，改性剂添加量较多，成本较高，尤其无法解决三聚氰胺聚磷酸盐在材料加工过程中分散性差、与材料相容性不佳等问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制备高分散性三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂的方法，合成与改性同步，将三聚氰胺分步添加，以改善反应条件，降低对生产设备的搅拌要求，并进一步缩短反应时间，大大提高了生产效率，同时采用含硅分散剂进行改性，制得的三聚氰胺聚磷酸盐在水中溶解度小，酸性低，在塑料制品的加工过程中分散性好，阻燃性能突出。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高分散性三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：第一步：搅拌下75-85%的工业磷酸中加入一定量的三聚氰胺，升温至60-90 ℃反应2小时，所得溶液待用；第二步：将一定量的三聚氰胺与含硅分散剂在高速搅拌机中混合均匀，然后加入第一步中所得的溶液，并于20-60分钟内加完；第三步：继续搅拌反应50-100分钟后，将温度升至260-300℃反应4-7小时，最后冷却、粉碎得到三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂。所述的方法将三聚氰胺分步添加，先将少量三聚氰胺与磷酸反应，再将其余三聚氰胺加入上述反应物中，且在第二步添加时，三聚氰胺先与分散剂混合均匀而后加入，该工艺使得第一步磷酸与三聚氰胺的成盐条件变得更为温和，改善了反应过程凝块严重的现象，且使聚合过程更为均匀，提高产品的纯度和品质。本专利技术所述含硅分散剂选自二氧化硅，硅酸盐类，硅溶胶等。所述方法采用含硅分散剂，并通过高速搅拌机混合在三聚氰胺中，使合成与改性同步进行，以提高产品的品质和分散性，制得的三聚氰胺聚磷酸盐在水中溶解度更小，分散性好，提高其材料相容性。所述的方法中，第一步中三聚氰胺与磷酸的摩尔比为1:8-20；第一步中三聚氰胺与第二步中三聚氰胺质量比为1:8-20。所述的方法中，第二步中含硅分散剂与三聚氰胺的摩尔比为1:8-20。本专利技术的高分散性三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂的制备方法，合成与改性同步，将三聚氰胺分两步添加，且在第二步添加时，三聚氰胺先与分散剂混合均匀而后加入，该工艺使得磷酸与三聚氰胺的成盐条件变得更为温和，改善了反应过程凝块严重的现象，降低了对生产设备的搅拌要求，并进一步缩短了反应时间，大大提高了生产效率。本专利技术制备方法简单，对原料要求低，环境污染小，与一般的传统生产方法相比，反应物混合更均匀，反应时间缩短，制得的三聚氰胺聚磷酸盐在水中溶解度更小，在塑料、树脂等制品的加工过程中分散性良好，阻燃性能突出。下面结合具体实施例对本专利技术进行详细描述。本专利技术的保护范围并不以具体实施方式为限，而是由权利要求加以限定。具体实施方式实施例1将2.2 kg的三聚氰胺在搅拌下加入到20.0 kg 85%的工业磷酸中，并升温至80℃反应2小时，所得溶液待用。再将23 kg的三聚氰胺和1 kg的二氧化硅加入到150 L的高速搅拌机中混合均匀，缓慢加入上述步骤中所得到的溶液，并于30分钟内加完，继续搅拌反应90分钟后将温度升至300℃反应4小时，然后将反应产物室温冷却，粉碎研磨，可以获得32 kg的三聚氰胺聚磷酸盐，该产品具有良好的流动性和很小的吸湿性，在水中溶解度极小，热性能优异。实际应用表明，所得产品作为阻燃剂相容性好，在塑料制品的加工过程中分散性良好。实施例2将2.8 kg的三聚氰胺在搅拌下加入到24.1 kg 85%的工业磷酸中，并升温至80℃反应2小时，所得溶液待用。再将27.6 kg的三聚氰胺和1.6 kg的二氧化硅加入到150 L的高速搅拌机中混合均匀，缓慢加入上述步骤中所得到的溶液，并于30分钟内加完，继续搅拌反应90分钟后将温度升至310℃反应5小时，然后将反应产物室温冷却，粉碎研磨，可以获得39.9 kg的三聚氰胺聚磷酸盐，该产品具有良好的流动性和很小的吸湿性，在水中溶解度极小，热性能优异。实际应用表明，所得产品作为阻燃剂相容性好，在塑料制品的加工过程中分散性良好。实施例3将2.1 kg的三聚氰胺在搅拌下加入到19.2 kg 85%的工业磷酸中，并升温至80℃反应2小时，所得溶液待用。再将22.2 kg的三聚氰胺和0.6 kg的二氧化硅加入到150 L的高速搅拌机中混合均匀，缓本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高分散性三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：第一步：搅拌下75‑85%的工业磷酸中加入一定量的三聚氰胺，升温至60‑90℃反应2小时，所得溶液待用；第二步：将一定量的三聚氰胺与含硅分散剂在高速搅拌机中混合均匀，然后加入第一步中所得的溶液，并于20‑60分钟内加完；第三步：继续搅拌反应50‑100分钟后，将温度升至260‑300℃反应4‑7小时，最后冷却、粉碎得到三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂。
【技术特征摘要】
1.一种高分散性三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
第一步：搅拌下75-85%的工业磷酸中加入一定量的三聚氰胺，升温至60-90℃反应2小时，所得溶液待用；
第二步：将一定量的三聚氰胺与含硅分散剂在高速搅拌机中混合均匀，然后加入第一步中所得的溶液，并于20-60分钟内加完；
第三步：继续搅拌反应50-100分钟后，将温度升至260-300℃反应4-...
【专利技术属性】
技术研发人员：练鸿振，宋群，王仲华，王国华，乔俊琴，
申请(专利权)人：镇江森华阻燃工程科技有限公司，南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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