本發明專利技術公開一種含有烯丙基取代三嗪類成碳劑的阻燃劑及其制備方法，膨脹型阻燃劑由可與高分子樹脂交聯的烯丙基取代三嗪類成碳劑，聚磷酸銨或包覆聚磷酸銨和交聯劑組成。可與樹脂基材交聯的烯丙基取代三嗪類成碳劑，是以三聚氯氰、烯丙基胺及氨水為原料在水溶液中通過取代反應制備，具有原料易得，便于連續化生產、不使用有機溶劑、產率高等特點。該成碳劑，兼具氣源和碳源單元，在使用時與酸源配合并通過交聯劑與樹脂結合為一體，克服了膨脹型阻燃劑三組分在基體中分散不均勻，易迀移析出的缺點，熱穩定性高，可以作為大多數高分子材料中的阻燃劑，具有良好的應用前景。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及阻燃劑應用
，尤其是一種含有烯丙基取代三嗪類成碳劑的阻 燃劑及其制備方法。
技術介紹
隨著高分子材料在生活、工程生產中的廣泛應用，人們對高分子材料的阻燃要求 也在不斷提高。鹵系阻燃劑是目前世界上用量最大、范圍最廣的一類阻燃劑，但隨著環保意 識的增強，人們已逐漸認識到鹵系阻燃劑的危害，并逐步開發低毒、低煙無鹵的新型阻燃 劑。其中，膨脹型阻燃劑以其低毒、抑煙、防滴落等優點使得膨脹型阻燃劑成為近年來無鹵 阻燃的重要研宄方向之一。 但是，膨脹型阻燃劑多為多組分體系，包含酸源(磷酸鹽類、焦磷酸鹽、聚磷酸鹽、 磷酸酯類等碳源(季戊四醇、丁四醇、哌嗪衍生物)及氣源(三聚氰胺衍生物)添加量較多，一 般占被阻燃材料的20%以上，且耐水性差，在添加時容易分散不均，并引起樹脂力學性能大 幅下降。若能將部分組分通過共價接枝到被阻燃材料上，就可以極大程度上增強了阻燃劑 與基材的相容性，消除小分子阻燃組分的迀移現象，保持基材的力學性能，從而達到良好的 阻燃性能。 三嗪類化合物富含叔氮結構，在阻燃領域可以發揮多重功能，碳化及發泡效果好， 優異的耐候性及熱穩定性，得到廣泛的應用。科研論文及專利中有以三聚氯氰、各種取代有 機胺或氨水為原料合成三嗪類膨脹型成碳劑的報道，其制備方法是（1)將三聚氯氰加入到 有機溶劑或有機溶劑與水的混合溶劑中，主要是為了避免三聚了避免三聚氯氰不溶于水卻 又與水發生水解反應；（2)滴加縛酸劑及胺，生成三聚氯氰的二取代物，該反應過程也出現 在三嗪類農藥(如莠去津、西瑪津）的生產中；（3)制備三取代的三嗪化合物，往往需要加入 有機溶劑或混合溶劑中溶解三聚氯氰的二氯代物，然后加入胺或其他反應物高溫長時間反 應，抽濾、洗滌干燥得到三嗪環類產品，有機溶劑另外回收再用。總得來說，工藝過程較為繁 瑣，分批加入的縛酸劑，溶劑需要回收，不適合工業化連續生產。 在三嗪衍生物的阻燃應用中，CN103756015報道了一種超支化三嗪成碳劑作為微 膠囊包覆劑制備的阻燃劑;CN101434843公開了一種含有大分子三嗪類成碳劑的無鹵膨脹 型阻燃劑及其制備方法，采用乙醇胺衍生物、二胺及三聚氯氰在丙酮-水混合溶劑中反應制 備三嗪成碳劑，復配后的阻燃劑表現出了優異的阻燃性能，但制備過程較為繁瑣，中間需要 添加有機胺及縛酸劑，反應結束后需要回收丙酮等，不適合工業化連續生產。
技術實現思路
為實現該技術目的，本專利技術采用的技術方案是:本專利技術所要解決的技術問題是:避免使 用各種有機溶劑體系，簡化復雜繁瑣的反應過程，便于工業化連續生產。利用產品兼具氣 源和碳源的單元，結構中富含不飽和雙鍵的特征，采用交聯劑使之與基地樹脂結合為一體， 通過與酸源的配合，制備出性能優異的無鹵膨脹型阻燃劑。使用該無鹵膨脹型阻燃劑，大大 提高了阻燃劑與高分子樹脂的相容性、減少阻燃劑的迀移和析出，具備良好的阻燃性能。 使用本方法生產的無鹵素膨脹型阻燃體系用成碳劑的結構式如下所示： 所述的成碳劑由氨水、烯丙基胺衍生物和三聚氯氰在水溶液中通過取代反應得 到。 作為優選的技術方案： 市售濃氨水(25%-28%)用等體積的水稀釋，然后加入烯丙基胺類攪拌形成均一溶液，冷 卻至0-5°C。劇烈攪拌下，分批加入三聚氯氰固體，并保持整個加入過程中，反應體系溫度在 10°C以下;加料完畢后，繼續攪拌反應1-2小時;升溫至45-55°C。并保持在該溫度反應2-4 小時;升溫至85-95°C。并保持在該溫度反應3-8小時;反應結束后，抽濾洗滌，干燥得到所 述產品;三聚氯氰、烯丙基胺與氨水的反應摩爾量比為1: 1: 5.5-6.5; 一種含有烯丙基取代三嗪類成碳劑的無鹵膨脹型阻燃劑的制備方法，包含以下步驟： 51. 將市售濃氨水(25%-28%)用等體積的水稀釋，然后加入烯丙基胺類攪拌形成均一溶 液，冷卻至〇-5°C; 52. 劇烈攪拌下，分批加入三聚氯氰固體，并保持整個加入過程中，反應體系溫度在10 °C以下；加料完畢后，繼續攪拌反應1-2小時；升溫至45-55°C，并保持在該溫度反應2-4小 時;升溫至85-95°C并保持在該溫度反應3-8小時;反應結束后，抽濾洗滌，干燥得到所述產 品；三聚氯氰、烯丙基胺與氨水的反應摩爾量比為1:1:5.5-6.5; 作為本專利技術的進一步技術方案，使用本方法生產的無鹵素膨脹型阻燃體系組合為： (1) 本專利技術制備的烯丙基取代三聚氰胺作為成碳劑，組合物中，成碳劑用量為20% (wt)-32% (wt)的成碳劑； (2) 聚磷酸銨，為聚合度一 00的市售產品，粒度為30~爪以下的聚磷酸銨，或三聚氰胺 包覆型聚磷酸銨，或蜜胺樹脂包覆型聚磷酸銨，或環氧樹脂包覆，用量為65%-75% ; (3) 改性偶聯劑，采用硅烷類物質，包括氨丙基硅酸三乙酯，三乙氧基硅丙烷。組合物 中偶聯劑的用量為1%_5%; (4) 交聯劑為2，3-二甲基二苯基丁烷，其商品名為聯枯，CAS號為1889-67-4或過氧化 二異丙苯，其商品名為DCP，CAS號為80-43-3，組合物中交聯劑用量為0.5-2%。 與現有技術相比，本專利技術具有以下有益效果： (1) 將成碳劑與高分子樹脂共價接枝，增強相容性，改善了由于添加劑加入導致的材料 機械性能變差的問題； (2) 成碳劑與高分子樹脂接枝后，兼具了碳源和氣源的作用；不使用有機溶劑體系生 產，生產安全性提高，操作環境無毒無害； (3) 投料過程簡潔，只需控制溫度即可，不需特定的操作環節。【具體實施方式】下面結合【具體實施方式】，進一步闡述本專利技術。應理解，這些實施例僅用于說明本 專利技術而不限于本專利技術的范圍。此外，應理解，在閱讀了本專利技術講授的內容之后，本領域技術 人員可以對本專利技術做各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所 限定的范圍。在本專利技術實施例中， (1)成碳劑合成： 實施例1， 向安裝了攪拌器，固體加料器，溫度計及回流冷凝管，氣體吸收裝置的四頸燒瓶中，加 入市售濃氨水(25%-28%)及與氨水等體積的水，然后加入單烯丙基胺攪拌形成均一溶液，冷 卻至0-5°C。劇烈攪拌下，分批加入三聚氯氰固體，并保持整個加入過程中，反應體系溫度在 10°C以下;加料完畢后，繼續攪拌反應1小時;升溫至45-55°C，并保持在該溫度反應2小時； 升溫至90°C，并保持在該當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種含有烯丙基取代三嗪類成碳劑的無鹵膨脹型阻燃劑，其特征在于:所述膨脹型阻燃劑由可與樹脂基材交聯的烯丙基取代三嗪類成碳劑,聚磷酸銨或包覆聚磷酸銨，硅烷改性偶聯劑和交聯劑組成；各組分重量含量為：(1）20%?(wt）??32%?(wt）的成碳劑；(2)聚磷酸銨65%?75%；?(3)1%?5%的改性偶聯劑；(4)0.5%??2%交聯劑。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李娟蘭，
申請(專利權)人：清遠市一丞阻燃材料有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東;44
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