高效硅烷磷酸哌嗪盐成炭剂及其制备方法和应用技术

技术编号:41155666 阅读:19 留言:0更新日期:2024-04-30 18:20
本发明专利技术公开一种新型硅烷磷酸哌嗪盐成炭剂及其制备方法和应用,该成炭剂具有以下的结构式:为提高膨胀型阻燃剂体系的阻燃能力,本发明专利技术选择具有高磷氮含量的氨基三亚甲基磷酸(ATMP)作为单体,与3‑哌嗪丙基三甲氧基硅烷(KH‑108)进行离子反应,制备硅烷磷酸哌嗪盐成炭剂。磷氮自由基可以有效捕获聚丙烯燃烧时产生的活性自由基,同时硅元素可以与磷酸哌嗪盐协同作用,形成高质量碳层,抑制底层聚合物进一步分解,降低热释放速率,达到协同阻燃目的。本发明专利技术成炭剂优点在于成本低、热稳定性高、成炭能力强等。适用于聚丙烯,易于批量生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术专利属于高分子阻燃材料,涉及一种膨胀型阻燃成炭剂及其制备方法和阻燃复合材料,特别涉及一种硅烷磷酸哌嗪盐成炭剂及其制备方法。


技术介绍

1、膨胀型阻燃剂作为是一种环保高效的阻燃剂,广受关注,具有低烟、低毒、无卤等优点,传统的膨胀型阻燃剂主要由酸源、碳源和气源三部分组成。其中碳源主要为一些含碳量高的多羟基化合物,如季戊四醇,淀粉等,但是传统碳源存在添加量高,阻燃功能单一,成碳质量差等缺点。因此开发一种更加高效优良的成炭剂很有必要,其中磷氮硅类化合物受热分解可形成磷自由基和不可燃气体,捕获基体燃烧时产生的活性自由基,隔绝氧气,同时形成p-o和si-o化合物,在基体表面形成高质量炭层,防止内部基体进一步热分解,降低热释放速率,是兼具碳源和气源的理想成炭剂。鉴于这些优点,本专利技术通过采用高磷氮含量的氨基三亚甲基磷酸和哌嗪基硅烷进行离子反应,制备了一种兼具碳源和气源两种作用的成炭剂,同时磷硅协同作用,形成了更高质量的炭层。有效提高了复合材料的阻燃性能。


技术实现思路

1、本专利技术的第一个目的是提供一种兼具碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种硅烷磷酸哌嗪盐成炭剂,其特征在于:兼具气源和碳源作用,可以捕获燃烧时产生的活性自由基,释放不可燃气体,稀释可燃气体,同时硅元素可以与磷酸哌嗪盐协同作用,形成磷氮硅高质量炭层,保护内部基体,降低热释放速率,达到协同阻燃,提高阻燃体系整体效率;所述成炭剂的结构式和合成路线如下:

2.权利要求1所述硅烷磷酸哌嗪盐成炭剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

3.根据权利要求2所述的硅烷磷酸哌嗪盐成炭剂的制备方法,其特征在于:所述制备硅烷磷酸哌嗪盐成炭剂的原料摩尔比为氨基三亚甲基磷酸:3-哌嗪丙基三甲氧基硅烷=1:1~3。

4.根据权利要求3所述的硅烷...

【技术特征摘要】

1.一种硅烷磷酸哌嗪盐成炭剂,其特征在于:兼具气源和碳源作用,可以捕获燃烧时产生的活性自由基,释放不可燃气体,稀释可燃气体,同时硅元素可以与磷酸哌嗪盐协同作用,形成磷氮硅高质量炭层,保护内部基体,降低热释放速率,达到协同阻燃,提高阻燃体系整体效率;所述成炭剂的结构式和合成路线如下:

2.权利要求1所述硅烷磷酸哌嗪盐成炭剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

3.根据权利要求2所述的硅烷磷酸哌嗪盐成炭剂的制备方法,其特征在于:所述制备硅烷磷酸哌嗪盐成炭剂的原料摩尔比为氨基三亚甲基磷酸:3-哌嗪丙基三甲氧基硅烷=1:1~3。

4.根据权利要求3所述的硅烷磷酸哌嗪盐成炭剂的制备方法,其特征在于,对步骤s1所述升温反应温度为35~45℃,反应时间为30min~1h。

【专利技术属性】
技术研发人员:董福强王溢张海生赵丽萍张锴蔡莹蔡青周文
申请(专利权)人:上海普利特复合材料股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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