一种高效耐析出阻燃剂组合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高效耐析出阻燃剂组合物及其制备方法，特别是公开了一种适合于阻燃聚烯烃材料的高效耐析出阻燃剂组合物及其制备方法。本发明专利技术的高效耐析出阻燃剂组合物的组分和重量百分数包括：三聚氰胺氢溴酸盐５－９０％、次膦酸盐５－７５％、阻燃增效剂５－１５％，阻燃协效剂０－５％。本发明专利技术的一种高效耐析出阻燃剂组合物的制备方法是将次膦酸盐、三聚氰胺氢溴酸盐、阻燃增效剂和阻燃协效剂的粉末或液体充分混合均匀即得到高效耐析出阻燃剂组合物。本发明专利技术的高效耐析出阻燃剂组合物，可用于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及各种聚烯烃共聚物，尤其适用于聚丙烯，阻燃等级可达到ＵＬ９４?Ｖ－０，阻燃效率高，流动性好，不析出，可满足建材、电器外壳、插座、波纹管和灯饰灯具等用阻燃材料的使用要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别是涉及一种适合于 阻燃聚烯烃材料的高效耐析出阻燃剂组合物及其制备方法。
技术介绍
聚烯烃包括聚乙烯、聚丙烯、聚醋酸乙烯酯、聚苯乙烯以及各种烯烃共聚物，其中 以聚丙烯的用量最大，用途最广。聚丙烯(PP)因其优异的综合性能和良好的性能价格比、 宽泛的加工成型条件而成为广泛应用的通用塑料之一。但聚丙烯易燃烧，其极限氧指数为 17. 0-18. 0%，在空气中着火后不能熄灭，因此对用于易产生火灾的设施和场所，聚丙烯必 须进行阻燃改性。聚烯烃的阻燃改性可通过加入具有延缓燃烧化学和物理反应过程的阻燃剂来实 现。就现有技术而言，用于聚烯烃的阻燃剂有卤素阻燃剂和无卤素阻燃剂，也可以是卤素阻 燃剂和无卤素阻燃剂的复配物。随着人们对提升材料安全性和减少其对环保影响要求的提 高，阻燃材料的高效低卤素化，甚至无卤素化是今后发展的重点方向。聚烯烃用无卤素阻燃 剂近年来取得了一定进展，但目前使用的磷-氮膨胀型、金属氢氧化物、红磷、膨胀石墨、有 机硅-无机化合物等无卤素阻燃体系，都存在阻燃剂添加量大，对材料性能影响大等缺陷， 因此广泛应用还存在很大的局限性，因此当前高效环保的阻燃聚丙烯仍然以卤素阻燃剂为 主。可用于聚烯烃的卤素阻燃剂有氯系阻燃剂和溴系阻燃剂，由于氯系阻燃剂的阻燃 效率或者是耐热性不足(如氯化石蜡)因此在阻燃聚丙烯中极少使用。当前聚烯烃阻燃使 用的溴系阻燃剂有十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、三(2，3-二溴丙基)异氰尿酸酯(TBC)、1， 2_双(四溴邻苯二甲酰亚胺)乙烷(BT93)、四溴双酚A 二(2，3_ 二溴丙基)醚(0ΒΕ，在中 国简称八溴醚)、六溴环十二烷(HBCD)、四溴双酚S 二(2，3-二溴丙基)醚(在中国简称八 溴S醚)等。采用上述阻燃剂与锑氧化物复配用于聚烯烃阻燃大多数为成熟的公知技术， 以十溴二苯醚、十溴二苯乙烷等阻燃聚烯烃，因添加量大而影响材料力学性能，TBC和BT93 阻燃效率一般且价格贵，OBE等阻燃效率高但易从阻燃聚烯烃表面析出。近年来，国内外高 效的聚烯烃用阻燃剂为八溴S醚，如中国专利200610029852，美国专利6780914和7067576 等报道了采用八溴S醚与三氧化二锑复配体系来阻燃聚丙烯，虽然其阻燃效率较高，耐析 出性良好，但由于生产八溴S醚的双酚S原料来源有限(主要是生产过程污染严重)，因此 价高，市场供应难以保障。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高效耐析出阻燃剂复合物及其制备方法，在添加量很少 时就可使聚烯烃等的阻燃等级达到UL94 V-O级，且在低于80°C，空气环境下经历1000小时 以上无阻燃剂析出现象。本专利技术的高效耐析出阻燃剂组合物由次膦酸盐、三聚氰胺氢溴酸盐、阻燃增效剂和阻燃协效剂复配制得。本专利技术的一种高效耐析出阻燃剂组合物，其组分及其重量百分数包括三聚氰胺氢溴酸盐5-90%次膦酸盐5-75%阻燃增效剂5-15%阻燃协效剂0-5%所述的次膦酸盐指具有如下结构⑴的化合物 2 (I)其中，礼=H、C1_12烷基或芳香基，R2 = H、C1_12烷基、烷氧基、芳香基或芳氧基； M = K、Na、Li、Mg、Zn、Al、Ca、Ba、Sn、Sb、Bi或者是氨基胍盐或胺离子；所述的次膦酸盐是 上述结构中的一种或两种及以上的混合物；所述的阻燃增效剂是指具有如下结构的化合物(III)、化合物(IV)或有机过氧化 物中的一种或其混合物； (In)其中，R3、R4、&或1 6分别都是Cl-12烷基、烷氧基、芳香基或芳香氧基中的一种； X或Y为H、C1-12烷基、烷氧基、芳香基、芳香氧基、卤素、硝基、磺酸基、巯基或多取代芳香 基； (IV)其中，R7或R8分别是C1-12烷基或芳香基中的一种；R9为烷基、烷氧基、芳香基、芳 香氧基、卤素、硝基、磺酸基、巯基或者多取代芳香基；Z为卤素、硝基、磺酸基或巯基。作为优选的技术方案如上所述的一种高效耐析出阻燃剂组合物，其中，所述的胺离子为NH4+或有机胺 罔子。如上所述的一种高效耐析出阻燃剂组合物，其中，所述的有机胺离子是有机伯胺、 仲胺或叔胺与矿(来自次磷酸)生成的离子，尤其是指三聚氰胺与H+(来自次磷酸)生成的 离子，其结构如(II)为 (II)。如上所述的一种高效耐析出阻燃剂组合物，其中，所述的有机过氧化物是氢过氧 化物、二烷基过氧化物、二酰基过氧化物、过氧酯或酮过氧化物中的一种或其混合物；其中， 所述的氢过氧化物为叔丁基过氧化氢或枯基过氧化氢，所述的二烷基过氧化物为二叔丁基 过氧化物、二枯基过氧化物、叔丁基过氧基异丙苯、双(叔丁过氧基异丙基)苯、3，3，6，6， 9_，9-六亚甲基-1，2，4，5-四氧环壬烷、2，5- 二甲基-2，5- 二(叔丁基过氧基)_3_乙炔或 2，5_二甲基-2，5-二(叔丁过氧基)己烷，所述的二酰基过氧化物为过氧化苯甲酰、过氧化 双(4-氯苯甲酰)或过氧化双(2，4-二氯苯甲酰)，所述的过氧酯为过氧化醋酸叔丁酯或过 氧化苯甲酸叔丁酯、4，4_双(叔丁过氧基)戊酸正丁酯，所述的酮过氧化物为1，1_双过氧 化叔丁基_3，3，5-三甲基环己烷。如上所述的一种高效耐析出阻燃剂组合物，其中，所述的阻燃协效剂是指锑的氧 化物、锑酸盐、铋的氧化物、铋盐或硼酸盐中的一种或其混合物。本专利技术还提供了一种高效耐析出阻燃剂组合物的制备方法，将次膦酸盐、三聚氰 胺氢溴酸盐、阻燃增效剂和阻燃协效剂的粉末或液体充分混合均勻即得到高效耐析出阻燃 剂组合物；各组分的重量百分数为三聚氰胺氢溴酸盐5-90%次膦酸盐5-75%阻燃增效剂5-15%阻燃协效剂0-5%所述的次膦酸盐指具有如下结构(I)的化合物 (I)其中，R1 = H、C1_12烷基或芳香基，R2 = H、C1_12烷基、烷氧基、芳香基或芳氧基； M = K、Na、Li、Mg、Zn、Al、Ca、Ba、Sn、Sb、Bi或者是氨基胍盐或胺离子；所述的次膦酸盐是 上述结构中的一种或两种及以上的混合物；所述的阻燃增效剂是指具有如下结构的化合物(III)、化合物(IV)或有机过氧化 物中的一种或其混合物； (III)其中，R3、R4、R5或R6分别都是C1-12烷基、烷氧基、芳香基或芳香氧基中的一种；X或Y为H、C1-12烷基、烷氧基、芳香基、芳香氧基、卤素、硝基、磺酸基、巯基或多取代芳香 基； (IV)其中，R7或R8分别是C1-12烷基或芳香基中的一种；R9为烷基、烷氧基、芳香基、芳 香氧基、卤素、硝基、磺酸基、巯基或者多取代芳香基；Z为卤素、硝基、磺酸基或巯基。其中，如上所述的一种高效耐析出阻燃剂组合物的制备方法，所述的胺离子为NH4+ 或有机胺离子。其中，如上所述的一种高效耐析出阻燃剂组合物的制备方法，所述的有机胺离子 是有机伯胺、仲胺或叔胺与H+(来自次磷酸)生成的离子，尤其是指三聚氰胺与H+(来自次 磷酸)生成的离子，其结构如(II)为 (II)。其中，如上所述的一种高效耐析出阻燃剂组合物的制备方法，所述的有机过氧化 物是氢过氧化物、二烷基过氧化物、二酰基过氧化物、过氧酯或酮过氧化物中的一种或其混 合物；其中，所述的氢过氧化物为叔丁基过氧化氢或枯基过氧化氢，所述的二烷基过氧化 物为二叔丁基过氧化物、二枯基过氧化物、叔丁基过氧基异丙苯、双(叔丁过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效耐析出阻燃剂组合物，其特征是其组分及其重量百分数包括：　　三聚氰胺氢溴酸盐５－９０％　　次膦酸盐５－７５％　　阻燃增效剂５－１５％　　阻燃协效剂０－５％　　所述的次膦酸盐指具有如下结构（Ⅰ）的化合物：　　＊＊＊　（Ⅰ）　　其中，Ｒ↓［１］＝Ｈ、Ｃ１－１２烷基或芳香基，Ｒ↓［２］＝Ｈ、Ｃ１－１２烷基、烷氧基、芳香基或芳氧基；Ｍ＝Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｂｉ或者是氨基胍盐或胺离子；所述的次膦酸盐是上述结构中的一种或两种及以上的混合物；所述的阻燃增效剂是指具有如下结构的化合物（Ⅲ）、化合物（Ⅳ）或有机过氧化物中的一种或其混合物；　　＊＊＊　（Ⅲ）　　其中，Ｒ↓［３］、Ｒ↓［４］、Ｒ↓［５］或Ｒ↓［６］分别都是Ｃ１－１２烷基、烷氧基、芳香基或芳香氧基中的一种；Ｘ或Ｙ为Ｈ、Ｃ１－１２烷基、烷氧基、芳香基、芳香氧基、卤素、硝基、磺酸基、巯基或多取代芳香基；　　＊＊＊　（Ⅳ）　　其中，Ｒ↓［７］或Ｒ↓［８］分别是Ｃ１－１２烷基或芳香基中的一种；Ｒ↓［９］为烷基、烷氧基、芳香基、芳香氧基、卤素、硝基、磺酸基、巯基或者多取代芳香基；Ｚ为卤素、硝基、磺酸基或巯基。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭维礼，
申请(专利权)人：上海美莱珀化工材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]