一种耐污阻燃剂的合成及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种耐污阻燃剂的合成及其应用，具体为一种耐污、抗析出三聚氰胺聚磷酸盐的制备方案以及应用。首先将有机胺化合物按照一定比例溶解进入乙醇当中；再将所配溶液同三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)进行充分混合、搅拌；在适当条件下进行反应，使溶液中的溶剂挥发，有机胺均匀分散在MPP当中；再改变实验条件，反应制得耐污抗析出MPP。本发明专利技术制备的耐污抗析出MPP，因为消除掉了MPP分子链上的极性基团，从而减弱了MPP与极性污渍的亲和力，以此来达到耐污的效果；消除MPP的极性后，也改善了MPP与高分子基体的相容性，从而达到防止阻燃剂MPP析出的目的；本发明专利技术使用固液混合的加工方式，最大限度增加有机胺同MPP的反应概率，提高了产品的得率。

【技术实现步骤摘要】
一种耐污阻燃剂的合成及其应用
本专利技术属于阻燃剂领域，具体涉及一种耐污阻燃剂的合成及其应用。
技术介绍
三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)包含膨胀型阻燃剂中的酸源和气源，在燃烧过程中既有凝聚相阻燃的效果也有气相阻燃冲淡可燃性气体的作用，这两种效果具有互补性，高分子材料受强热或燃烧时，MPP会促使材料表面生成一层均匀蓬松的泡沫状炭层，所形成的炭层不仅可以阻绝高分子材料和火焰的接触，同时还可以隔绝氧气及可燃气体接触火焰，更重要的是在高分子材料表面生成的炭层均匀致密可以防止高分子材料受热而形成的融滴现象。因为其环保阻燃效果好，可用于聚烯烃类材料、聚酰胺类材料、聚酯类材料、环氧树脂类材料等方面的阻燃，特别是对玻纤在增强尼龙树脂时产生的“烛芯效应”有着很好的改善效果。故近几年对MPP的研究越来越多。但是由于MPP本身的分子链结构具有位阻效应，使得MPP分子链上有残余的羟基集团，从而使阻燃剂本身具有很高的极性；此类极性的存在会使得在阻燃剂改性高分子树脂后，进一步提升改性树脂的表面极性；改性树脂的表面极性提升后，又会使得极性污渍(汗渍、墨水、污水等)更容易粘附在材料表面，在污渍极性作用下会导致阻燃剂析出，从而导致阻燃效果被影响，材料表观也会变差。目前国内外对于材料或零件耐污性的改善方法，主要以从聚合物制备角度进行调整：CN201810884780-一种耐污汽车坐垫，主要以制备三元共聚尼龙纤维来提升聚合物的疏油性，从而能够有效的避免油污粘黏到其制备的汽车坐垫上，达到良好的耐污性能，但此方法需要从聚合物基体制备入手，且涉及反应共聚，很难实现批量生产；亦或在零件表面涂覆耐污层：CN201810002794-一种耐污汽车挡泥板，提高汽车挡泥板的挡泥效果，不易粘黏泥垢和脏污。但此方法需要对零件进行二次加工，延长了产业链工序，且耐污涂覆层会随使用年限增长而褪去，影响耐污效果。因此从阻燃剂改性来提高阻燃高分子的耐污性就显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)的不足，提供一种有机胺改性三聚氰胺聚磷酸盐及其制备加工方法，本专利技术制得的耐污、抗析出MPP，消除掉了MPP分子链上的极性基团，从而减弱了MPP与极性污渍的亲和力，以此来达到耐污的效果；消除MPP的极性后，也改善了MPP与高分子基体的相容性，从而达到防止阻燃剂MPP析出的目的；本专利技术使用固液混合的加工方式，最大限度增加有机胺同MPP的反应概率，提高了产品的得率。本专利技术的耐污、抗析出MPP，相对于未改性的MPP用于阻燃高分子后，阻燃效率有所提高。本专利技术的耐污、抗析出MPP，相对于未改性的MPP用于阻燃高分子后，对极性污渍的亲和性变弱，使得在相同状态下更容易清理。因为三聚氰胺聚磷酸盐的分子链有位阻效应，所以大分子的表面会有一些未被反应掉的羟基基团，羟基基团的大量存在会在用阻燃剂改性高分子后，进一步提升高分子的表面极性以至于更易粘黏污渍；同时大量羟基集团的存在也会影响阻燃剂与高分子基体间的相容性，不仅影响阻燃效率也会影响材料性能。因此可以向三聚氰胺聚磷酸盐中引入有机胺小分子化合物，将羟基基团反应掉，从而降调材料表面极性，来达到耐污的效果；同时羟基基团被反应掉后也可以提高阻燃剂和高分子基体的相容性，防止阻燃剂在使用过程中的析出现象；还可提升阻燃剂内部的炭源含量，来达到提升阻燃效果的作用。本专利技术的一种耐污、抗析出三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)，是由有机胺与三聚氰胺聚磷酸盐在一定条件下反应制得，不需额外添加助剂；其结构式为：其中n、m、x≥1，且均为整数。所述有机胺选自月桂胺、十二胺、十六胺、十八胺、苯胺、杂环胺、哌嗪及其衍生物。上述耐污、抗析出三聚氰胺聚磷酸盐的制备方法，包括以下步骤：(1)先将有机胺和乙醇按照质量比为10:20-100进行称量，再将两者充分混合，配置得到所需的溶液；然后将所配的有机胺溶液均匀倒入未改性的MPP粉末当中，再将两者的混合物倒入机械粉碎机中进行粉碎混合(1-2min)；(2)待取出混合均匀的药品后，将其放入到鼓风环境箱中反应温度60-80℃、反应时间3-9h、有机胺与三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)质量比为100：200-1000；(3)在经过蒸馏水洗涤和抽滤后得到液浆，再将所得过滤物放置在鼓风烘箱中在100℃条件下烘干8-12h，得到目标产物耐污、抗析出三聚氰胺聚磷酸盐。本专利技术的硬脂酸改性聚磷酸铵的初始热分解温度，TG5％＝300-310℃，完全可以满足PP、PA等树脂的生产加工工艺。700℃成炭量可以达到达到35-40％，从理论上可以自己作为炭源，不需要和其他炭源阻燃剂复配。本专利技术制备的耐污抗析出MPP，因为消除掉了MPP分子链上的极性基团，从而减弱了MPP与极性污渍的亲和力，以此来达到耐污的效果；消除MPP的极性后，也改善了MPP与高分子基体的相容性，从而达到防止阻燃剂MPP析出的目的；本专利技术使用固液混合的加工方式，最大限度增加有机胺同MPP的反应概率，提高了产品的得率。附图说明图1为未改性三聚氰胺聚磷酸盐(下)和耐污、抗析出三聚氰胺聚磷酸盐(上)红外图；图2为未改性的三聚氰胺聚磷酸盐(a)和用有机胺改性的三聚氰胺聚磷酸盐(b)阻燃PA66的电镜图；图3未改性的MPP和有机胺改性的MPP用量相同(PA66-2和PA66-7)应用在PA66中的耐污性能测试比较图。具体实施方式下面结合具体实施例及附图来阐述本专利技术的技术特点。本专利技术的实施例所采用的制备方法为：耐污、抗析出三聚氰胺聚磷酸盐的制备方法，包括以下步骤：(1)先将有机胺和乙醇按照质量比为10:20-100进行称量，再将两者充分混合，配置得到所需的溶液；然后将所配的有机胺溶液均匀倒入未改性的MPP粉末当中，再将两者的混合物倒入机械粉碎机中进行粉碎混合(1-2min)；(2)待取出混合均匀的药品后，将其放入到鼓风环境箱中反应温度60-80℃、反应时间3-9h、有机胺与三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)质量比为100：200-1000；(3)在经过蒸馏水洗涤和抽滤后得到液浆，再将所得过滤物放置在鼓风烘箱中在100℃条件下烘干8-12h，得到目标产物耐污、抗析出三聚氰胺聚磷酸盐。具体合成实施例及收率统计如下表1统计表1：合成实施例及收率统计如图1所示，上述实施例合成出耐污、抗析出三聚氰胺聚磷酸盐与未改性三聚氰胺聚磷酸盐的红外光谱图形貌上基本相同，但是在2691cm-1处多了一个吸收峰，有机胺的收缩振动峰在2600-2800cm-1之间，相对应改性物料在2600-2700cm-1波数段的振动峰有所变化，可以说明有机胺被成功地反应到了MPP分子链上。本专利引入有机胺与MPP反应，消除MPP分子链上的羟基数量以减小分子链极性，从而减弱了MPP与极性污渍的亲和力，以此来达到耐污的效果表面羟基数测定：称量2g产物放置在200ml的烧杯中，之后向烧杯内添加25ml的无水乙醇和75ml20wt％的NaCl本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐污、抗析出三聚氰胺聚磷酸盐，其特征在于：是由有机胺与三聚氰胺聚磷酸盐在一定条件下反应制得，不需额外添加助剂；其结构式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种耐污、抗析出三聚氰胺聚磷酸盐，其特征在于：是由有机胺与三聚氰胺聚磷酸盐在一定条件下反应制得，不需额外添加助剂；其结构式为：



其中n、m、x≥1，且均为整数。


2.根据权利要求1所述的一种耐污、抗析出三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)，其特征在于：所述有机胺选自月桂胺、十二胺、十六胺、十八胺、苯胺、杂环胺、哌嗪及其衍生物。


3.根据权利要求1或2所述耐污、抗析出三聚氰胺聚磷酸盐的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜国毅，张海生，张千惠，蔡青，周文，
申请(专利权)人：上海普利特复合材料股份有限公司，浙江普利特新材料有限公司，重庆普利特新材料有限公司，上海普利特化工新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31