【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及阻燃聚合物材料，具体涉及一种高稳定性改性阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法及应用。
技术介绍
1、三聚氰胺氰尿酸盐是添加型阻燃剂，而且是其中的氮系阻燃剂，而在诸多阻燃剂当中还存在磷系阻燃剂，添加物多为赤磷、磷酸酯及卤代磷酸酯等。
2、三聚氰胺氰尿酸盐(mca)以其无卤、极低应用成本、机械性能、良好稳定性、高阻燃性受到人们的广泛重视,是一种重要的氮系阻燃剂。三聚氰胺氰尿酸盐是三聚氰胺(mel)和氰尿酸(ca)通过氢键结合组成的具有白色均匀颗粒或有滑腻感白色流动粉末的复合体,具有无毒、无味、高效、低烟，难溶于水和有机溶剂的优良特性。当以mca作为添加剂的材料燃烧时，会产生碳泡沫层阻燃材料的燃烧，以及释放氮气等惰性气体则可稀释空气中的氧浓度而有效抑制燃烧，从而起到保护作用。可用于尼龙、橡胶、酚醛树脂、环氧树脂、聚氯乙烯等高分子材料的阻燃剂。
3、mca在聚酰胺、聚氨酯、环氧树脂等聚合物阻燃方面获得了广泛的认可，但mca熔点较高，且是通过氢键复合形成的大平面网络结构的物质，内聚能较大，导致mca在与尼龙混合时多呈固相离子，分散不均匀，阻燃效果不佳，且一般mca粒径较小造成下料困难导致下料不均问题。由于mca的阻燃机理主要是通过气相阻燃,在材料燃烧过程中高分子材料聚合物表面成炭量较低、炭层松散,无法再材料表面形成致密的保护层，使mca的阻燃效率降低。
4、目前，三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法有三种，分别是尿素法、高温熔融法以及氰尿酸法，其中最多使用的是氰尿酸法；
5、该方法是将等摩尔
6、mca在聚酰胺、聚氨酯、环氧树脂等聚合物阻燃方面获得了广泛的认可，但mca熔点较高，且是通过氢键复合形成的大平面网络结构的物质，内聚能较大，一个物质具有较大的内聚能，代表着其分子之间相互吸引的作用力比较强，分子之间很难被分离或破坏，导致mca在与尼龙混合时多呈固相离子，分散不均匀，阻燃效果不佳，由于mca的阻燃机理主要是通过气相阻燃，因此在材料燃烧过程中，mca分散不均会造成高分子材料聚合物表面成炭量较低、炭层松散，无法再材料表面形成致密的保护层，使mca的阻燃效率降低，而过多的添加阻燃剂又会导致产品材质拉伸强度低下，容易断裂。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供一种高稳定性改性阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法及应用，具有分散性能好，阻燃效率高的优点，而且使用了本阻燃剂的材料拉伸强度也高，不会轻易断裂伸长。
2、本专利技术提供一种高稳定性改性阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法，包括使用三聚氰胺与氰尿酸在水中加热进行反应，还使用了复合剂以及阻燃增效剂进行改性制备；
3、所述复合剂为含有磷酸基团的化合物，所述复合剂在三聚氰胺氰尿酸盐中的添加量为0.1-10.0%；
4、所述阻燃增效剂为丁四醇、环己六醇、酚醛树脂、麦芽糖中的一种，所述阻燃增效剂在三聚氰胺氰尿酸盐中的添加量为0.1-5.0%。
5、本专利技术在使用氰尿酸法进行制备三聚氰胺氰尿酸盐的过程中加入了含有磷酸基团的复合剂以及阻燃增效剂，将这两种成分加入到制备过程中从而促进聚合物在燃烧时凝聚相的成碳能力，并在聚合物材料的燃烧过程中，还能够有效的参与成碳，在材料表面形成致密的保护层，提高了阻燃剂的阻燃性能，减少了阻燃材料燃烧时的烟密度。
6、进一步的，所述复合剂为正磷酸、三磷酸、偏磷酸、亚磷酸、氢磷酸、氧次膦酸、卑磷酸、氧化磷、三卤化磷、磷酰卤、氧化磷、单金属磷酸氢、磷酸二氢铵、溴酸磷酸盐、碱金属磷酸二氢盐、卤代磷酸盐、有机磷化合物、烷基膦、烷基氯化膦、亚磷酸烷基酯、有机酸磷酸盐、二烷基磷酸氢酯、芳基磷酸氢酯、有机二磷酸氢酯、磷酸芳基酯、磷酸二烷基酯、磷酸三烷基酯、卤代膦酸酯中的一种或二者以上的组合。
7、进一步的，包括以下具体制备步骤：将复合剂、水和三聚氰胺加入容器中，进行搅拌并升温至65℃后，加入氰尿酸和热稳定剂，搅拌10分钟，加入热阻燃增效剂，搅拌分散，然后加热反应，升温至85-100℃，制得改性三聚氰胺氰尿酸盐的粘稠糊状物，而后将粘稠糊状物过滤、干燥和粉碎后，得到复合改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂。
8、进一步的，所述热稳定剂在三聚氰胺氰尿酸盐中的添加量为0.1-5.0%。
9、进一步的，所述热稳定剂为氧化铝、氢氧化铝、碳酸铝、氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌、氧化硅、氢氧化硅、碳酸硅、二氧化硅、碱金属硅酸盐、金属硅酸盐、三氧化锑、五氧化锑、氧化钡、氢氧化钡、碳酸钡、氧化钼、氢氧化钼、沸石、水滑石、滑石、石墨、石墨化合物、氧化钛、石墨烯中的一种或二者以上的组合。
10、进一步的，所述水为去离子水，所述水的添加量为三聚氰胺和氰尿酸总质量的2-15倍。
11、进一步的，所述加热反应的反应时间为2-8h。
12、进一步的，所述三聚氰胺与所述氰尿酸反应的质量比为1：0.9-1.1。
13、进一步的，所述粘稠糊状物过滤步骤中过滤的方法为沉降重力过滤、加压过滤、真空过滤或离心过滤。
14、本专利技术的另一目的在于将高稳定性改性阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法在阻燃剂制备当中进行应用，所述应用的方法为将复合改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂加入到高分子材料中，制得阻燃高分子材料。
15、综上所述，本申请与现有技术相比至少具有以下一种有益技术效果：
16、1、本专利技术在使用含有磷酸基团的复合剂与原本的的氮系阻燃剂在进行成品制备时，能够在燃烧时形成厚实的保护碳层与较高熔点的隔离层，因此在三聚氰胺氰尿酸盐分散不均时，能够有效的借助磷化合物中的磷酸物质，即氮化合物可以与磷酸酯和磷酸盐等磷化合物相互作用，氮元素能够与自由基反应并抑制燃烧链反应的进行，减少燃烧产物中的可燃物质，因而单一的氮系阻燃剂形成的松散碳层得以修复，提高了材料的阻燃性能。
17、2、在本专利技术中还使用了阻燃增效剂，这些添加剂可以增加氮系阻燃剂的含氮量，从而提高阻燃效果。氮化合物具有抑制燃烧链反应的能力，能够减少燃烧产物中的可燃物质，形成阻燃层，延缓火焰的传播，丁四醇、环己六醇等多元醇类添加剂可以在燃烧过程中分解生成碳氢基团，促进炭化反应的进行。炭化层能够隔绝氧气和热量，减缓材料的燃烧速度，提高阻燃性能，酚醛树脂等添加剂能够提高材料的热稳定性，减缓材料的分解和燃烧反应，延长材料的使用寿命，麦芽糖等添加剂可以改善氮系阻燃剂的流动性和加工性能，提高材料的可塑性和成型性。
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1.一种高稳定性改性阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法，包括使用三聚氰胺与氰尿酸在水中加热进行反应，其特征在于，还使用了复合剂以及阻燃增效剂进行改性制备；
2.如权利要求1所述的高稳定性改性阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法，其特征在于，所述复合剂为正磷酸、三磷酸、偏磷酸、亚磷酸、氢磷酸、氧次膦酸、卑磷酸、氧化磷、三卤化磷、磷酰卤、氧化磷、单金属磷酸氢、磷酸二氢铵、溴酸磷酸盐、碱金属磷酸二氢盐、卤代磷酸盐、有机磷化合物、烷基膦、烷基氯化膦、亚磷酸烷基酯、有机酸磷酸盐、二烷基磷酸氢酯、芳基磷酸氢酯、有机二磷酸氢酯、磷酸芳基酯、磷酸二烷基酯、磷酸三烷基酯、卤代膦酸酯中的一种或二者以上的组合。
3.如权利要求1所述的高稳定性改性阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法，其特征在于，包括以下具体制备步骤：将复合剂、水和三聚氰胺加入容器中，进行搅拌并升温至65℃后，加入氰尿酸和热稳定剂，搅拌10分钟，加入热阻燃增效剂，搅拌分散，然后加热反应，升温至85-100℃，制得改性三聚氰胺氰尿酸盐的粘稠糊状物，而后将粘稠糊状物过滤、干燥和粉碎后，得到复合改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂。>
4.如权利要求3所述的高稳定性改性阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法，其特征在于，所述热稳定剂在三聚氰胺氰尿酸盐中的添加量为0.1-5.0%，。
5.如权利要求4所述的高稳定性改性阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法，其特征在于，所述热稳定剂为氧化铝、氢氧化铝、碳酸铝、氧化镁、氢氧化镁、碳酸镁、氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙、氧化锌、氢氧化锌、碳酸锌、氧化硅、氢氧化硅、碳酸硅、二氧化硅、碱金属硅酸盐、金属硅酸盐、三氧化锑、五氧化锑、氧化钡、氢氧化钡、碳酸钡、氧化钼、氢氧化钼、沸石、水滑石、滑石、石墨、石墨化合物、氧化钛、石墨烯中的一种或二者以上的组合。
6.如权利要求3所述的高稳定性改性阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法，其特征在于，所述水为去离子水，所述水的添加量为三聚氰胺和氰尿酸总质量的2-15倍。
7.如权利要求3所述的高稳定性改性阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法，其特征在于，所述加热反应的反应时间为2-8h。
8.如权利要求3所述的高稳定性改性阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法，其特征在于，所述三聚氰胺与所述氰尿酸反应的质量比为1：0.9-1.1。
9.如权利要求3所述的高稳定性改性阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法，其特征在于，所述粘稠糊状物过滤步骤中过滤的方法为沉降重力过滤、加压过滤、真空过滤或离心过滤。
10.根据权利要求1-2中任一项所述的高稳定性改性阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法在阻燃剂中的应用，其特征在于，所述应用的方法为将复合改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂加入到高分子材料中，制得阻燃高分子材料。
...【技术特征摘要】
1.一种高稳定性改性阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法，包括使用三聚氰胺与氰尿酸在水中加热进行反应，其特征在于，还使用了复合剂以及阻燃增效剂进行改性制备；
2.如权利要求1所述的高稳定性改性阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法，其特征在于，所述复合剂为正磷酸、三磷酸、偏磷酸、亚磷酸、氢磷酸、氧次膦酸、卑磷酸、氧化磷、三卤化磷、磷酰卤、氧化磷、单金属磷酸氢、磷酸二氢铵、溴酸磷酸盐、碱金属磷酸二氢盐、卤代磷酸盐、有机磷化合物、烷基膦、烷基氯化膦、亚磷酸烷基酯、有机酸磷酸盐、二烷基磷酸氢酯、芳基磷酸氢酯、有机二磷酸氢酯、磷酸芳基酯、磷酸二烷基酯、磷酸三烷基酯、卤代膦酸酯中的一种或二者以上的组合。
3.如权利要求1所述的高稳定性改性阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法，其特征在于，包括以下具体制备步骤：将复合剂、水和三聚氰胺加入容器中，进行搅拌并升温至65℃后，加入氰尿酸和热稳定剂，搅拌10分钟，加入热阻燃增效剂，搅拌分散，然后加热反应，升温至85-100℃，制得改性三聚氰胺氰尿酸盐的粘稠糊状物，而后将粘稠糊状物过滤、干燥和粉碎后，得到复合改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂。
4.如权利要求3所述的高稳定性改性阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐的制备方法，其特征在于，所述热稳定剂在三聚氰胺氰尿酸盐中的添加量为0.1-5.0%，。
5.如权利要求4所述的高稳定性改性阻燃...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋凡顺，张旭亮，何利华，刘志凌，郑伟卫，刘军法，程红光，孙伟，郝静，王高芝，苗宇，郑志勇，
申请(专利权)人：濮阳绿宇新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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