【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及聚磷酸铵改性，尤其是一种含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵的制备方法及其应用。
技术介绍
1、聚磷酸铵(app)作为一种高效、无毒的环保型阻燃剂，广泛应用于各类高分子材料中，是超薄膨胀防火涂料的重要组成部分。然而，app存在吸湿性大、水溶性大、不耐热水易水解等缺陷，限制了其在户外的应用。
2、目前，针对提高app耐水性，有表面改性处理、微胶囊化处理、表面活化处理这三种方式。具体主要有三聚氰胺甲醛树脂包覆、硅烷偶联剂改性、有机胺改性等方法，其中三聚氰胺甲醛树脂包覆处理后的app具有较好的耐水性和低水溶性。
3、三聚氰胺甲醛树脂包覆处理主要有两种，一种是如中国专利cn201210418958.3、cn201310547613.2中提到先将三聚氰胺和甲醛反应制备得到三聚氰胺-甲醛预聚体，再将预聚体包覆聚磷酸铵；另外一种方法是如中国专利cn201410222743.3提到的先在聚磷酸铵表面枝接三聚氰胺，然后在介质中与甲醛反应，最终在表面形成三聚氰胺甲醛树脂包覆层。这两种方法均能有效降低其常温水溶性，提高聚磷酸铵在水性涂料中的稳定性和耐水性。虽然现有技术中，通过三聚氰胺甲醛树脂(mf)对app进行包覆改性是一种有效手段，但仍存在一些不足，如包覆不均、耐热水性能不稳定，特别是依旧存在在高剪切下包覆层易受破坏造成耐水性不稳定等问题。
4、而app在阻燃涂料等应用中，一方面涂料制备工艺中需要高剪切分散，甚至砂磨机碾磨等工艺，加工过程涂料温度会升高；另一方面在户外使用，会存在积水，夏天阳光直射积水区域
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服现有的三聚氰胺甲醛树脂包覆聚磷酸铵改性技术的不足而提供一种聚磷酸铵的三聚氰胺甲醛树脂包覆改性方法，解决目前三聚氰胺甲醛树脂包覆聚磷酸铵如包覆不均、耐热水性能不稳定，特别是在高剪切下包覆层易受破坏造成耐水性不稳定等问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供的一种含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵的制备方法包括含有聚磷酸三聚氰胺盐结构的聚磷酸铵的制备和含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵的制备。
3、其中，步骤一、含有聚磷酸三聚氰胺盐结构的聚磷酸铵的制备包括：在捏合机中投入反应物五氧化二磷和磷酸氢二铵，其中五氧化二磷与磷酸氢二铵的摩尔比为1:1-0.95，搅拌均匀后升温通氨，并同时均匀加入三聚氰胺，每100公斤反应物通氨量为1m3/h-3m3/h，升温到180℃-320℃后反应2h-5h，同时三聚氰胺加毕；减少通氨量，每100公斤反应物通氨量为0.2m3/h-1m3/h，保持温度在250℃-300℃继续反应0.5h-2h，然后在负压下脱氨，冷却到150℃以下，粉碎，得到含有聚磷酸三聚氰胺盐结构的聚磷酸铵mapp；
4、步骤二、含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵的制备包括：在反应器中加入乙醇水溶液、mapp、氨促进剂、甲醛溶液后混合均匀，加热至回流，反应0.5h-2h，然后在3h-4h内通过补水保持液位将乙醇逐渐馏出，随反应体系中乙醇含量逐渐降低，反应温度升到95℃后，在3atm-10atm压力下，反应温度保持95℃-105℃继续反应0.2h-1.0h，然后冷却、降压到常压、离心过滤、干燥，得到含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵。
5、可选的，步骤一中的三聚氰胺添加量为五氧化二磷、磷酸氢二铵总质量的2％-6％，优选为3％-5％。
6、可选的，步骤一中，负压为-0.001atm-0.005atm。
7、可选的，步骤一中，mapp的d50＝15μm-20μm。
8、可选的，步骤二中混合均匀后的溶液中mapp的质量浓度为20％-80％，优选为30％-70％
9、可选的，步骤二中乙醇-水的体积浓度为60％-90％，优选为75％-85％。
10、可选的，步骤二中甲醛与mapp中的三聚氰胺的摩尔比为1:1-3:1，优选为1.2:1～2.7:1。
11、可选的，步骤二中，氨促进剂包括尿素、双氰胺、三聚氰胺、三聚氰胺缩合物的一种或多种，优选为尿素和三聚氰胺的一种或多种。可选的，氨促进剂与mapp中的三聚氰胺的摩尔比为0.01-0.1:1，优选为0.02-0.07:1。
12、可选的，步骤二中，干燥设备为闪蒸烘干设备。
13、可选的，含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵具有以下技术指标：磷含量＝29.5％wt-30.5％wt；酸值≤0.5mgkoh/g；ph＝5.5-7.0；25℃的水溶性≤0.03g/100ml水，70℃的水溶性≤0.10g/100ml水；剪切后的25℃的水溶性≤0.10g/100ml水，剪切后的70℃的水溶性≤0.20g/100ml水。
14、可选的，步骤二中甲醛溶液的质量浓度为37％，步骤一中三聚氰胺纯度≥99.5％，粒径d50＝0.5-2μm，d100≤10μm。
15、按照任一上述制备方法得到的含有三聚氰胺甲醛树脂具有稳定的低水溶性、耐热水的聚磷酸铵应用于户外膨胀型防火涂料等用途。
16、综上，通过在聚磷酸铵聚合过程中形成聚磷酸三聚氰胺盐结构的方法，然后在介质中加入甲醛、氨促进剂，原位反应得到含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵。本专利技术解决了传统三聚氰胺甲醛树脂包覆方法制备的耐水性聚磷酸铵耐热水性能较差，在剪切中包覆层易被破坏，造成耐水性不稳定、使用中耐水性下降等问题。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：三聚氰胺在app合成过程中加入，使app主链中具有聚磷酸三聚氰胺结构，可有效提高与甲醛反应后，三聚氰胺-甲醛树脂对app的包覆牢固度，从而保持在高剪切下包覆层的完整性，提高耐热水性和高剪切下耐水性的稳定性；而加入氨促进剂，可有效提升甲醛的接枝能力，弥补主链中三聚氰胺分布差异造成的包覆不完整的问题；乙醇蒸馏补水过程，实现反应体系稳定的增加，快速提高三聚氰胺-甲醛树脂交联效果，降低游离甲醛释放量。该制备方法从多方位提高mf树脂在聚磷酸铵合成过程中的包覆效果，尽可能实现甲醛的交联度，提高聚磷酸铵的耐水性。
18、通过本制备方法制得的含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵具有耐剪切、低水溶性、耐热水的性能，能用于户外膨胀型防火涂料等用途。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的三聚氰胺添加量为五氧化二磷、磷酸氢二铵总质量的2％-6％。
3.根据权利要求1所述的含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵的制备方法，其特征在于，所述步骤二中混合均匀后的溶液中MAPP的质量浓度为20％-80％。
4.根据权利要求1所述的含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵的制备方法，其特征在于，所述步骤二中乙醇水的体积浓度为60％-90％。
5.根据权利要求1所述的含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵的制备方法，其特征在于，所述步骤二中甲醛与MAPP中的三聚氰胺的摩尔比为1:1-3:1。
6.根据权利要求1所述的含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，氨促进剂包括尿素、双氰胺、三聚氰胺、三聚氰胺缩合物的一种或多种，氨促进剂与MAPP中的三聚氰胺的摩尔比为0.01-0.1:1。
7.根据权利要求1所述的含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵的制备方法
8.根据权利要求1所述的含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵的制备方法，其特征在于，所述含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵具有以下技术指标：磷含量＝29.5％wt-30.5％wt；酸值≤0.5mgKOH/g；pH＝5.5-7.0；25℃的水溶性≤
9.根据权利要求1所述的含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵的制备方法，其特征在于，所述步骤二中甲醛溶液的质量浓度为37％，所述步骤一中三聚氰胺纯度≥99.5％，粒径D50＝0.5-2μm，D100≤10μm；所述步骤一中负压为-0.001atm-0.005atm。
10.一种根据权利要求1所述的制备方法制备得到的含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵的应用，其特征在于，所述含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵应用于户外膨胀型防火涂料中。
...【技术特征摘要】
1.一种含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的三聚氰胺添加量为五氧化二磷、磷酸氢二铵总质量的2％-6％。
3.根据权利要求1所述的含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵的制备方法，其特征在于，所述步骤二中混合均匀后的溶液中mapp的质量浓度为20％-80％。
4.根据权利要求1所述的含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵的制备方法，其特征在于，所述步骤二中乙醇水的体积浓度为60％-90％。
5.根据权利要求1所述的含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵的制备方法，其特征在于，所述步骤二中甲醛与mapp中的三聚氰胺的摩尔比为1:1-3:1。
6.根据权利要求1所述的含有三聚氰胺甲醛树脂的聚磷酸铵的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，氨促进剂包括尿素、双氰胺、三聚氰胺、三聚氰胺缩合物的一种或多种，氨促进剂与mapp...
【专利技术属性】
技术研发人员：裘琦箐，徐军栋，陈开茂，徐玲，朱峰，刘君锭，
申请(专利权)人：江山捷尔世阻燃材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。