本发明专利技术公开了一种无卤阻燃剂组合物的制备方法，包括如下步骤：a）将磷酸三聚氰胺、二磷酸哌嗪、活化助剂按照配比称量后，置于高速混合机中搅拌混合均匀后，得到无卤阻燃剂组合物预混物；b）将上述无卤阻燃剂组合物预混物通过高温脱水缩合反应得到焦（聚）磷酸三聚氰胺、焦（聚）磷酸哌嗪为主要成分的无卤阻燃剂组合物。本发明专利技术的无卤阻燃剂组合物的制备方法，工艺简单易行，对设备要求低，产品的收率高达90%以上，且磷含量高，不含卤素和无机盐等杂质；由其制备的阻燃聚烯烃组合物，添加少量的无卤阻燃剂组合物就能获得优良的阻燃性能，且该组合物具有高耐水耐热性能和优异的着色性能，可根据不同用途制成各种成型产品，具有极佳的工业应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及阻燃剂组合物
，特别涉及一种无卤阻燃剂组合物的制备方法 和由其组成的阻燃聚烯烃组合物。
技术介绍
聚合物树脂的无卤阻燃性质是近十年最受阻燃行业关注的课题。现有的阻燃改性 聚烯烃中，为了满足无卤化的要求，需要选择添加含磷、氮或其复配体系的阻燃剂。现在使 用最普遍的含磷阻燃剂及其组合物主要有微胶囊化红磷、磷酸酯、以聚磷酸铵为主体的膨 胀型阻燃体系等。但这些阻燃体系与传统溴-锑复配阻燃体系比较，存在添加量大、阻燃效 率低等缺点。 以焦（聚）磷酸三聚氰胺盐和焦（聚）磷酸哌嗪盐作为主体成分的新型磷氮无卤阻 燃剂，具有极优的阻燃性能，其添加量仅为传统膨胀阻燃剂的40%_60%，且耐热稳定性和耐 水析出性能有着显著的改善，是极具市场潜力的新型无卤阻燃剂。多年来，关于该类阻燃体 系的制备和应用有较多报道。 中国专利200480025664. 8和201080035352. 0分别公开了使用二磷酸哌嗪脱水 缩合制备焦磷酸哌嗪的方法，并通过与焦磷酸三聚氰胺复配成阻燃剂，其对聚丙烯阻燃性 能良好。中国专利20128002527. 4公开了一种由磷酸三聚氰胺盐、磷酸哌嗪盐和硅酸盐组 成的阻燃剂组合物，其在热塑性树脂中具有良好的阻燃性能。中国专利20058000568. 4和 20088011182. 9公开了以磷酸三聚氰胺盐和磷酸哌嗪盐为主要组分，辅以其他助剂改善其 加工流动性的阻燃剂制备方法。 但上述专利皆采用单独制备的焦(聚）磷酸三聚氰胺盐和焦(聚）磷酸哌嗪盐，通过 混合后得到阻燃剂组合物，这在生产上需要更多的设备、成本等，带来更多的工序，并且不 利于阻燃剂性能的稳定。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种工艺简单易 行，对设备要求低，产品的收率高达95%以上，且磷含量高，不含卤素和无机盐等杂质的无 卤阻燃剂组合物的制备方法。 本专利技术的再一目的是提供由上述无卤阻燃剂组合物的制备方法得到的无卤阻燃 剂组合物组成的阻燃聚烯烃组合物。 本专利技术是通过如下技术方案实现的： 一种无卤阻燃剂组合物的制备方法，包括如下步骤： a) 将磷酸三聚氰胺、二磷酸哌嗪、活化助剂按照配比称量后，置于高速混合机中搅拌混 合均匀后，得到无卤阻燃剂组合物预混物； b) 将上述无卤阻燃剂预混物通过高温脱水缩合反应得到焦(聚）磷酸三聚氰胺、焦(聚） 磷酸哌嗪为主要成分的无卤阻燃剂组合物。 其中，所述步骤a)中的磷酸三聚氰胺与二磷酸哌嗪的摩尔比为0. 1-3 :1，优选为 0. 5-2. 5 :1，更优选为 1-2 :1。 其中，所述步骤a)中的活化助剂为无卤阻燃剂组合物总重量的0. lwt%-50wt%。 其中，所述活化助剂选自硅油、纳米氧化物、纳米硅酸无机盐的一种或几种；所述 硅油选自二甲基聚硅氧烷，所述纳米氧化物选自纳米氧化锌、纳米氧化镁、纳米氧化钛、纳 米二氧化硅的一种或几种，所述纳米硅酸无机盐选自纳米硅酸钙和/或纳米硅酸镁。 其中，所述硅油在25°C的粘度为1000 mm2/s以下，所述硅油的用量为无卤阻 燃剂组合物总重量的〇_5wt%;所述纳米氧化物的用量为无卤阻燃剂组合物总重量的 0· lwt%_10wt%，优选为0· lwt%_5wt%，更优选为0· lwt%_2wt% ;所述纳米娃酸无机盐的用量 为无卤阻燃剂组合物总重量的0_50wt%，优选为0-30wt%，更优选为0-20wt%。 其中，所述步骤b)中的高温脱水缩合反应的工艺条件为在隋性气氛或真空条件 下，脱水缩合温度为200°C _350°C，加热时间为lh-12h。 其中，所述惰性气氛选自氮气、氩气、氦气或二氧化碳，优选为氩气，更优选为 99. 999%以上的高纯氩气；所述真空条件为0. 02MPa-0. 05MPa，优选为0. 02MPa-0. 03MPa，更 优选为〇. 〇2MPa-〇. 025MPa ;所述脱水缩合温度为200°C _260°C，优选为220°C -250°C;所述 加热时间为2h-10h，优选为4h-8h。 对于进行上述无卤阻燃剂组合物预混物脱水缩合的设备，只要是能够进行加热和 脱水，并且能够在隋性气氛或真空条件下进行反应设备即可。可以使用加热混炼设备、热风 干燥设备等设备来完成脱水缩合工序。 具体地，使用上述加热混炼设备的方法优选使用真空条件，具体按以下方法：以加 热温度200°C _280°C、喂料速度20kg/h-200kg/h、转数20rpm-1000rpm对无卤阻燃剂预混物 进行脱水缩合。作为上述加热混炼设备并没有特别限制，可以使用通常的混炼设备，例如双 螺杆、单螺杆挤出机、亨舍尔混合器、班伯里混合器、真空捏和机等。这些设备中，班伯里混 合器和真空捏合机能够使反应有效地进行，并且出料温度有效可控，因此为优选。 具体地，使用上述热风干燥设备的方法优选使用隋性气氛保护，是以热风温度 200°C -280°C对无卤阻燃剂预混物进行脱水缩合的方法。作为上述暖风干燥设备，只要能够 经济地量产无卤阻燃剂就没有特别限制，可以为气流干燥机、通风干燥机、柜式干燥机、气 氛回转炉、气氛推板炉、流动床干燥机、气氛管状炉等。这些设备中，从连续生产的可行性及 产物性能可控性考虑，优选使用气氛回转炉和气氛推板炉。 -种包含上述无卤阻燃剂组合物的制备方法得到的无卤阻燃剂组合物的阻燃聚 烯烃组合物，按重量份计，包括如下组分： 聚烯烃树脂 100份； 上述无卤阻燃剂组合物的制备方法得到的无卤阻燃剂组合物 10份-100份； 加工助剂 0.2份-2份。 其中，所述聚烯烃树脂为任选的常用聚烯烃，从应用范围和使用性能角度出发，选 自聚丙烯树脂和/或聚乙烯树脂，优选为聚丙烯树脂；更优选为聚丙烯均聚物。 优选地，从成本及性能合理化角度出发，所述无卤阻燃剂组合物的重量份为20 份-80份，优选为25份-50份。添加量太少时，阻燃效果会相应差些，添加量少于25份时， 当厚度较薄时阻燃级别会更低。 其中，所述加工助剂选自抗滴落剂、抗氧剂、润滑剂中的一种或几种；所述抗滴落 剂为聚四氟乙烯树脂；所述抗滴落剂的重量份为〇. 1份-〇. 5份；所述抗氧剂选自酚类、胺 类、亚磷酸酯类、半受阻酚类、杯芳烃类、硫代二丙酸二月桂酯中的一种或几种；所述润滑剂 选自硬酯酸甘油酯类、金属皂类、硬脂酸复合酯类、酰胺类中的一种或几种。 上述阻燃聚烯烃组合物的制备方法，包括如下步骤： 将聚丙烯树脂、无卤阻燃剂组合物、加工助剂经过高速混合机混合均匀后，通过双螺杆 挤出机在200°C下挤出造粒，得到阻燃聚烯烃组合物。 本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果： 1)本专利技术的无卤阻燃剂组合物的制备方法，工艺简单易行，对设备要求低，产品的收率 高达95%以上，且磷含量高，不含卤素和无机盐等杂质。 2)本专利技术的无卤阻燃剂组合物的制备方法得到的无卤阻燃剂组合物具有>90的 以W值表示的白度，且使用过程不影响产品的着色性能，非常适合于各种树脂的阻燃用途。 3)本专利技术制备得到的阻燃聚烯烃组合物，在添加少量的无卤阻燃剂组合物的情况 下就能获得优良的阻燃性能，且该阻燃聚烯烃组合物具有高耐水耐热性能和优异的着色性 能，可以根据不同用途制成各种成型产品，具有极佳的工业本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无卤阻燃剂组合物的制备方法，包括如下步骤：a）将磷酸三聚氰胺、二磷酸哌嗪、活化助剂按照配比称量后，置于高速混合机中搅拌混合均匀后，得到无卤阻燃剂组合物预混物；b）将上述无卤阻燃剂预混物通过高温脱水缩合反应得到焦（聚）磷酸三聚氰胺、焦（聚）磷酸哌嗪为主要成分的无卤阻燃剂组合物。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨友强，姜向新，杨霄云，肖鹏，陆湛泉，
申请(专利权)人：金发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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