【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種阻燃劑材料及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、熱塑性聚氨酯(tpu)因其優(yōu)異的力學(xué)性能、耐磨性及加工便利性，在電線電纜、汽車內(nèi)飾、鞋材等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。tpu的極限氧指數(shù)(loi)只有19％左右，很容易燃燒并且產(chǎn)生大量熔滴，燃燒時容易引發(fā)火災(zāi)，而在汽車和電線電纜領(lǐng)域?qū)τ诨馂?zāi)的安全性能要求較高，這會限制tpu在這些領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用與發(fā)展，因此，提高tpu的阻燃性能現(xiàn)如今已成為一項重要的研究課題，也是拓寬其使用范圍和應(yīng)用領(lǐng)域的重要一環(huán)。然而，tpu的阻燃性能受到多種因素的影響，如阻燃劑的種類、阻燃劑的用量、阻燃劑與tpu的相容性等。
2、膨脹型阻燃劑(ifr)是一種以磷、氮、碳為主要阻燃元素的環(huán)保無鹵復(fù)合阻燃劑，具有環(huán)保性、高效性、良好的相容性和持久的阻燃效果等特點，具有廣闊的應(yīng)用前景。ifr由三個組分構(gòu)成：酸源、氣源、炭源。酸源通常是磷酸、硫酸等或能分解產(chǎn)生酸的物質(zhì)，作為促進(jìn)聚合物基體和炭源脫水成炭、交聯(lián)酯化或石墨化成炭的脫水劑；氣源通常為富含氮元素的化合物(如三聚氰胺、三聚氰胺尿酸鹽)熱時分解形成大量不可燃?xì)怏w(如二氧化碳、水蒸氣、氮氣、氨氣等)，稀釋可燃?xì)怏w降低氧氣濃度，阻止火焰蔓延，同時生成的氣體可以使基體膨脹形成多孔狀結(jié)構(gòu)，有利于炭層的形成；炭源通常是富含碳元素的化合物(季戊四醇、雙季戊四醇、季戊四醇磷酸酯、聚酰胺)，其作用是作為在燃燒過程中脫水炭化的基體，炭源在高溫下與酸源中的磷氧化合物反應(yīng)，形成一層致密的炭化層將材料表面覆蓋。這種炭化層具有很好的隔熱、隔氧、隔燃的特性，可以
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的至少一個技術(shù)問題，本專利技術(shù)的目的之一在于提供一種阻燃劑材料的制備方法。
2、本專利技術(shù)的目的之二在于提供一種阻燃劑材料。
3、本專利技術(shù)的目的之三在于提供一種熱塑性聚氨酯材料。
4、本專利技術(shù)的目的之四在于提供上述阻燃劑材料和/或上述熱塑性聚氨酯材料在電線電纜、汽車內(nèi)飾材料或鞋材料中的應(yīng)用。
5、為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)所采取的技術(shù)方案是：
6、本專利技術(shù)的第一個方面提供了一種阻燃劑材料的制備方法，包括以下步驟：
7、s1：使含乙烯基和酯基的化合物a與含至少三個氨基的化合物b進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)，得到中間體；
8、s2：使所述中間體進(jìn)行胺酯交換反應(yīng)，得到超支化聚酰胺；
9、s3：使所述超支化聚酰胺、植酸、含氨基的硅烷偶聯(lián)劑混合反應(yīng)，然后與水反應(yīng)，得到所述阻燃劑材料。
10、優(yōu)選地，所述化合物a選自丙烯酸甲酯、丁烯酸甲酯中的至少一種。
11、優(yōu)選地，所述化合物b選自三亞乙基四胺、二亞乙基三胺、四亞乙基五胺、五亞乙基六胺、六亞乙基七胺中的至少一種。
12、優(yōu)選地，所述含氨基的硅烷偶聯(lián)劑選自3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基乙基三乙氧基硅烷、3-氨基丁基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三丙氧基硅烷、3-氨基丙基三丁氧基硅烷中的至少一種。
13、優(yōu)選地，所述化合物a和化合物b的摩爾比為1：(0.8～1.2)，例如可選自1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.1、1:1.2。
14、優(yōu)選地，所述超支化聚酰胺與所述植酸的質(zhì)量比為1：(4～7)，例如可選自1:4、1:5、1:6、1:7。
15、優(yōu)選地，所述超支化聚酰胺與含氨基的硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為(1～1.5)：1，例如可選自1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5。
16、優(yōu)選地，所述步驟s1中的邁克爾加成反應(yīng)的溫度為-10～10℃；進(jìn)一步優(yōu)選地，所述s1中的邁克爾加成反應(yīng)是在冰水浴中進(jìn)行。
17、優(yōu)選地，所述邁克爾加成反應(yīng)是在惰性氣體保護(hù)下進(jìn)行。
18、優(yōu)選地，所述惰性氣體選自氮氣、氬氣、氙氣中的至少一種。
19、優(yōu)選地，所述邁克爾加成反應(yīng)的時間為40～50h。
20、優(yōu)選地，所述邁克爾加成反應(yīng)是在溶劑的存在下進(jìn)行。
21、優(yōu)選地，所述溶劑包括甲醇、乙醇中的至少一種。
22、優(yōu)選地，所述步驟s2中無溶劑參與反應(yīng)。
23、優(yōu)選地，所述步驟s2中的胺酯交換反應(yīng)的溫度為60～140℃；進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟s2中的胺酯交換反應(yīng)為依次在60～65℃反應(yīng)0.8～1.2h、75～85℃反應(yīng)0.8～1.2h、95～105℃反應(yīng)1.5～2.5h、115～125℃反應(yīng)1.5～2.5h、135～140℃反應(yīng)1.5～3.5h。將胺酯交換反應(yīng)設(shè)置為依次升溫反應(yīng)，可以減少未反應(yīng)物和副產(chǎn)物的殘留，有利于反應(yīng)充分進(jìn)行，使最終得到的超支化聚酰胺產(chǎn)品更加純凈，從而提高制得的阻燃劑材料的性能。
24、優(yōu)選地，所述步驟s2中的胺酯交換反應(yīng)的時間為1～11h。
25、優(yōu)選地，所述步驟s3中的混合反應(yīng)溫度為50～70℃。
26、優(yōu)選地，所述步驟s3中的混合反應(yīng)時間為0.5～3h。
27、優(yōu)選地，所述步驟s3中的混合反應(yīng)步驟是采用攪拌速率為500～600rad/s的機(jī)械攪拌的方式進(jìn)行混合。若攪拌速率低于500rad/s，攪拌提供的剪切力不夠，會導(dǎo)致反應(yīng)物料在反應(yīng)過程中團(tuán)聚形成一團(tuán)粘稠狀物，導(dǎo)致產(chǎn)品性能下降顯著。
28、優(yōu)選地，所述步驟s3為：將所述超支化聚酰胺與有機(jī)溶劑混合，然后滴加含植酸的溶液，再加入含氨基的硅烷偶聯(lián)劑，以500～600rad/s的攪拌速率在50～70℃下混合反應(yīng)，得到所述阻燃劑材料。
29、優(yōu)選地，所述步驟s3中的與水反應(yīng)時間為20～40min。
30、優(yōu)選地，所述制備方法還包括在步驟s3之后進(jìn)行步驟s4的步驟，所述步驟s4為：過濾、洗滌、干燥后，制得所述阻燃劑材料。
31、本專利技術(shù)的第二個方面提供了一種阻燃劑材料，采用本專利技術(shù)第一個方面所述的制備方法制得。
32、本專利技術(shù)的第三個方面提供了一種熱塑性聚氨酯材料，包括tpu(即熱塑性聚氨酯彈性體橡膠)和本專利技術(shù)第二個方面所述的阻燃劑材料。
33、優(yōu)選地，所述熱塑性聚氨酯材料中阻燃劑材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10～20％。
34、優(yōu)選地，所述熱塑性聚氨酯材料的ul-94等級為v-0。
35、優(yōu)選地，所述熱塑性聚氨酯材料的極限氧指數(shù)為28～32％。
36、本專利技術(shù)的第四個方面提供了本專利技術(shù)第二個方面所述的阻燃劑材料和/或本專利技術(shù)第三個方面所述的熱塑性聚氨酯材料在電線電纜、汽車內(nèi)飾材料或鞋材料中的應(yīng)用。
37、本專利技術(shù)的有益效果是：本專利技術(shù)中的制備方法通過使化合物a和化合物b進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)，然后再進(jìn)行胺酯交換反應(yīng)，生成超支化聚本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
1.一種阻燃劑材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃劑材料的制備方法，其特征在于：所述化合物A選自丙烯酸甲酯、丁烯酸甲酯中的至少一種；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃劑材料的制備方法，其特征在于：所述步驟S1中的邁克爾加成反應(yīng)的溫度為-10～10℃；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃劑材料的制備方法，其特征在于：所述步驟S2中的胺酯交換反應(yīng)的溫度為60～140℃；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃劑材料的制備方法，其特征在于：所述步驟S3中的混合反應(yīng)溫度為50～70℃；
6.根據(jù)權(quán)利要求1～5任一項所述的阻燃劑材料的制備方法，其特征在于：所述化合物A和化合物B的摩爾比為1：(0.8～1.2)；
7.一種阻燃劑材料，其特征在于：采用權(quán)利要求1～6任一項所述的制備方法制得。
8.一種熱塑性聚氨酯材料，其特征在于：包括TPU和權(quán)利要求7所述的阻燃劑材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的熱塑性聚氨酯材料，其特征在于：所述熱塑性聚氨酯材料中阻燃劑材料的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10～20％。
10.權(quán)利要求7所述的阻燃劑材料和/或權(quán)利要求8～9任一項所述的熱塑性聚氨酯材料在電線電纜、汽車內(nèi)飾材料或鞋材料中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種阻燃劑材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃劑材料的制備方法，其特征在于：所述化合物a選自丙烯酸甲酯、丁烯酸甲酯中的至少一種；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃劑材料的制備方法，其特征在于：所述步驟s1中的邁克爾加成反應(yīng)的溫度為-10～10℃；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃劑材料的制備方法，其特征在于：所述步驟s2中的胺酯交換反應(yīng)的溫度為60～140℃；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃劑材料的制備方法，其特征在于：所述步驟s3中的混合反應(yīng)溫度為50～70℃；
6.根...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃道遠(yuǎn)，陳新泰，沈旭渠，蔡智勇，葉俊杰，謝淑怡，王明亮，龔文幸，
申請(專利權(quán))人：廣東聚石化學(xué)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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