一種三聚氰胺鹽阻燃消煙劑及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種以三聚氰胺過渡金屬鹽為有效成分的三聚氰胺鹽阻燃消煙劑的制備方法，同時(shí)也提供了一種以復(fù)合型三聚氰胺過渡金屬鹽為有效成分的三聚氰胺鹽阻燃消煙劑制備方法。其方法包括將三聚氰胺與鹽酸或乙酸溶液，進(jìn)行酸化反應(yīng)；在酸化反應(yīng)液中加入可溶性過渡金屬酸鹽溶液生成三聚氰胺過渡金屬鹽沉淀物；減壓抽濾，洗滌、烘干研磨即得。本發(fā)明專利技術(shù)方法處理工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和容易控制，在80～100℃和常壓下可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；所制產(chǎn)品為無機(jī)阻燃體系，兼具阻燃和消煙功能，價(jià)格較低。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及化工阻燃材料及其制備方法，具體地說是。
技術(shù)介紹
三聚氰胺(MA)及其鹽類(氰尿酸鹽(MCA)、磷酸鹽(MP)、焦磷酸鹽(MPP)、聚磷酸鹽、硼酸鹽、鄰苯二甲酸鹽、草酸鹽等是一類氮系及氮-磷系阻燃劑，是構(gòu)成無鹵膨脹型阻燃劑(IFR)的重要組分(含氣源及酸鹽)。氮系及氮-磷系阻燃劑可與鹵-銻系、磷系及鹵-磷系、無機(jī)系并列為當(dāng)今的四大阻燃系統(tǒng)。由于MA及其鹽類具有一系列與生態(tài)環(huán)境相容的特點(diǎn)，對(duì)人類健康的危害很小，所以在環(huán)保要求日益嚴(yán)格的今天，備受阻燃
的矚目與青睞，其應(yīng)用日益增多。三聚氰胺及其鹽類阻燃劑之所以獲得廣泛關(guān)注是由于其具有一系列優(yōu)點(diǎn)(1)低毒及低腐蝕性。( 生煙量低。( 熱穩(wěn)定性較高。(4)價(jià)格相對(duì)低廉。另外，此類阻燃劑的密度低，多在1.55-1. 80g/cm3左右，遠(yuǎn)低于鹵-銻系統(tǒng)而且大多為白色粉體。這些優(yōu)點(diǎn)促進(jìn)了人們對(duì)三聚氰胺鹽類阻燃劑的廣泛研究及應(yīng)用。但是，現(xiàn)有的三聚氰胺及其鹽類阻燃劑同時(shí)具有阻燃效率較低，與聚合物相容性差等缺點(diǎn)；而且一般具有一定的水溶性和吸濕性，尤其是隨著溫度的升高，溶解度逐步增大。如MA在25°C的溶解度為0. 6克/100克水，而100°C達(dá)到6. 4克/100克水。這就造成如在潮濕的環(huán)境中使用時(shí)， 阻燃劑易遷移溶出，由此導(dǎo)致材料的阻燃性能降低。三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)雖然相對(duì)MA 的溶解度較低(0. 03克/100克水)，但對(duì)PVC的阻燃效率亦較低；而三聚氰胺磷酸鹽(MP) 不但溶解度較大(0. 54克/100克水)，而且對(duì)PVC幾乎不具有阻燃作用。因此，如何解決此類阻燃劑阻燃效率低、水溶性及與聚合物相容性差等問題是無鹵膨脹型阻燃劑的重點(diǎn)研究課題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的就是要提供一種新的三聚氰胺鹽阻燃消煙劑，其溶解度低、阻燃效率高、并可有效克服現(xiàn)有三聚氰胺鹽阻燃劑遇水、遇濕易流失的缺陷。本專利技術(shù)的目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的本專利技術(shù)所提供的三聚氰胺鹽阻燃消煙劑，其有效成分為酸化三聚氰胺與可溶性過渡金屬酸鹽反應(yīng)生成的三聚氰胺過渡金屬鹽?；蚴瞧溆行С煞譃樗峄矍璋放c可溶性金屬鹽、可溶性過渡金屬酸鹽反應(yīng)生成的復(fù)合型三聚氰胺過渡金屬鹽。本專利技術(shù)中所說的可溶性過渡金屬酸鹽是可溶性鉬酸鹽、鎢酸鹽的一種，或是鉬酸鹽與鎢酸鹽的混合物。如Na2MoO4, Na2WO4中的一種，或Na2MoO4與Na2WO4的混合物。本專利技術(shù)所述可溶性金屬鹽為可溶性鐵鹽(如FeCl3 · 6H20、Fe (NO3) 3 · 9H20、 Fe2 (SO4) 3)、可溶性鈷鹽(如 CoCl2 · 6H20，CoSO4 · 7H20)、可溶性鎳鹽(如 NiCl2 · 6H20， NiSO4 · 7H20, NiNO3 · 7H20)、可溶性銅鹽(如 CuCl2 · 2H20、CuSO4 · 5H20、Cu(NO3)2 · 3H20)、可溶性鋅鹽(ZnCl2, ZnSO4 · 7H20, ZnNO3 · 6H20)、可溶性鎂及可溶性鈣鹽中的一種或其任意兩種混合物。本專利技術(shù)在此提供了一種以三聚氰胺過渡金屬鹽為有效成分的三聚氰胺鹽阻燃消煙劑的制備方法，同時(shí)也提供了一種以復(fù)合型三聚氰胺過渡金屬鹽為有效成分的三聚氰胺鹽阻燃消煙劑制備方法。以三聚氰胺過渡金屬鹽為有效成分的三聚氰胺鹽阻燃消煙劑的制備方法，包括如下步驟(a)首先將三聚氰胺與鹽酸或乙酸溶液，在80 100°C，攪拌，進(jìn)行酸化反應(yīng)，得到三聚氰胺酸化反應(yīng)液；在此反應(yīng)中鹽酸或乙酸的用量相對(duì)于三聚氰胺為0. 1-3倍摩爾量；(b)在上述三聚氰胺酸化反應(yīng)液中加入可溶性過渡金屬酸鹽溶液，在80 100°C 下，混合攪拌，反應(yīng)4 8小時(shí)，生成三聚氰胺過渡金屬鹽沉淀物；在此反應(yīng)中可溶性過渡金屬酸鹽的用量相對(duì)于三聚氰胺為0. 05-1. 5倍摩爾質(zhì)量；(c)減壓抽濾，對(duì)三聚氰胺過渡金屬鹽沉淀物進(jìn)行洗滌、在80 150°C條件下，烘干8 M小時(shí)，研磨即得。在上述方法中所述的a步驟中鹽酸或乙酸的用量相對(duì)于三聚氰胺優(yōu)選1 3倍摩爾質(zhì)量；b步驟中可溶性過渡金屬酸鹽的用量相對(duì)于三聚氰胺優(yōu)選0. 5-1. 5倍摩爾質(zhì)量。以復(fù)合型三聚氰胺過渡金屬鹽為有效成分的三聚氰胺鹽阻燃消煙劑的制備方法， 包括如下步驟(a)首先將三聚氰胺與鹽酸或乙酸溶液，在80 100°C，攪拌0. 5 2小時(shí)，進(jìn)行酸化反應(yīng)，得到三聚氰胺酸化反應(yīng)液；在此反應(yīng)中鹽酸或乙酸的用量相對(duì)于三聚氰胺為1 3 倍摩爾量；(b)在上述三聚氰胺酸化反應(yīng)液中加入可溶性金屬鹽溶液，在80 100°C下，攪拌0. 5 2小時(shí)，形成均勻的混合溶液；在此反應(yīng)中可溶性金屬鹽的用量相對(duì)于三聚氰胺為 0. 1 5倍摩爾質(zhì)量；(c)在上述混合溶液中加入可溶性過渡金屬酸鹽溶液，在80 100°C下，混合攪拌，反應(yīng)4 8小時(shí)，生成復(fù)合三聚氰胺過渡金屬鹽沉淀物；在此反應(yīng)中可溶性過渡金屬酸鹽的用量相對(duì)于三聚氰胺為0. 6-11. 5倍摩爾質(zhì)量；(d)、減壓抽濾，對(duì)復(fù)合三聚氰胺過渡金屬鹽沉淀物進(jìn)行洗滌、在80 150°C條件下，烘干8 M小時(shí)，研磨即得。上述制備方法中，a步驟中鹽酸或乙酸的用量相對(duì)于三聚氰胺優(yōu)選1 3倍摩爾質(zhì)量；b步驟中可溶性金屬鹽的用量相對(duì)于三聚氰胺優(yōu)選0. 1 0. 5倍摩爾質(zhì)量；C步驟中可溶性過渡金屬酸鹽的用量相對(duì)于三聚氰胺優(yōu)選0. 6-3倍摩爾質(zhì)量。本專利技術(shù)方法所述的可溶性過渡金屬鹽溶液為可溶性鐵鹽(如FeCl3 · 6H20、 Fe (NO3) 3 · 9H20、Fe2 (SO4) 3)、可溶性鈷鹽(如 CoCl2 · 6H20，CoSO4 · 7H20)、可溶性鎳鹽(如 NiCl2 · 6H20, NiSO4 · 7H20, NiNO3 · 7H20)、可溶性銅鹽(如 CuCl2 · 2H20、CuSO4 · 5H20、 Cu (NO3)2 · 3H20)、可溶性鋅鹽(ZnCl2, ZnSO4 · 7H20, ZnNO3 · 6H20)、可溶性鎂及可溶性鈣鹽中的一種或其任意兩種混合物。本專利技術(shù)利用價(jià)格便宜的三聚氰胺在降解過程中產(chǎn)生大量氣體的特點(diǎn)，與具有優(yōu)良阻燃消煙作用的金屬反應(yīng)生成一種三聚氰胺過渡金屬鹽，其與高分子基體或外加成炭劑構(gòu)成膨脹阻燃體系，克服了三聚氰胺阻燃效率低、溶解度較大、遇水或環(huán)境濕度大時(shí)容易流失等缺點(diǎn)，在提高了阻燃消煙效率的同時(shí)降低了阻燃劑的溶解度。本專利技術(shù)更為突出的優(yōu)點(diǎn)是1、處理工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和容易控制，在80 100°C和常壓下可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；2、阻燃劑為無機(jī)阻燃體系，兼具阻燃和消煙功能，價(jià)格較低；3、阻燃劑較三聚氰胺溶解度進(jìn)一步降低。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 稱取12. 61g(0. 1摩爾)三聚氰胺于500mL的燒杯中，加入0. 5M的鹽酸200mL (0. 1 摩爾)，加熱至85°C，形成均勻的溶液；在另一 500mL的燒杯中稱取12. IOg (0. 05摩爾)的 Na2MoO4 2H20溶于250mL水中；將上述兩種溶液同時(shí)滴加入帶有攪拌器和回流冷凝裝置的 2L的四頸瓶中，滴加完畢后，在85°C攪拌4小時(shí)，減壓抽濾，將該沉淀在400mL水中洗滌兩次，再次抽濾，將沉淀在120°C烘干12小時(shí)，研磨得(MA)2MoO4白色粉末狀產(chǎn)品(鉬酸二三聚氰胺)19. 58g，收率為9本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：屈紅強(qiáng)，武偉紅，宋常英，王春征，徐建中，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：河北大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：