[发明专利]阻燃剂聚合型MCA化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃剂聚合型MCA化合物及其制备方法，具体涉及蜜胺甲醛树脂氰尿酸盐化合物及其制备方法，该化合物是含氮阻燃剂，可用作聚酯、聚酰胺、聚烯烃、环氧树脂、不饱和树脂、聚乙烯醇和涂料等的阻燃剂。

背景技术

三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)是应用很广泛的重要的无卤高氮阻燃剂，它具有分解温度高、低烟、无毒、低腐蚀性等优点，符合当今严格的环保及安全要求，又由于它价格便宜，因而当今在无卤阻燃剂的应用中已成为首选的无卤阻燃剂。但市售的MCA添加量大，熔点高，只能以固相粒子形态与树脂共混复合，因此分散不均匀，机械性能差，燃烧过程中材料凝聚相成炭量较低，炭层松散，不能形成致密的保护层，也限制了其阻燃效能的发挥，阻燃效果不好。

高分子阻燃剂是市场亟待开发的一类阻燃剂，具有分散性好、不易出霜、力学性能好等特点，有很好的应用开发前景。本发明是对三聚氰胺进行接枝改性，生成三聚氰胺甲醛树脂，其再与氰尿酸反应生成盐，即聚合型MCA。其在高分子材料中分散性好，阻燃效果和机械性能与市售MCA相比都有明显的提高。聚合型MCA有较好的应用开发前景。

发明内容

本发明的目的之一在于提出一种阻燃剂聚合型MCA化合物，其物化性能稳定，无毒，阻燃效能高，在高分子材料中分散性好，可克服现有技术中的不足。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种阻燃剂聚合型MCA，其特征在于，该化合物的结构如下式所示：

式中n＝1-30的整数。

本发明的另一目的在于提出一种阻燃剂聚合型MCA的制备方法，其原料廉价易得，成本低廉，工艺简单，设备投资少，易于规模化生产，该方法为：

蜜胺甲醛树脂的制备：在反应器中，加入一定摩尔的多聚甲醛和适量的水，搅拌升温至55℃直到全部溶解，用25％氨水调节反应溶液pH＝8-9，加入一定摩尔的三聚氰胺，升温至75℃，用25％氨水调节保持反应溶液的pH在8.2-8.5之间，生成羟甲基三聚氰胺，降温至60℃，用10％甲酸溶液调节反应溶液的pH＝6.0-6.5，保温反应40-70min，直到溶液滴在水中有少量白色固体析出，停止反应并滴加25％氨水调节至pH＝8.0-8.5，得中间体蜜胺甲醛树脂溶液。

蜜胺甲醛树脂的制备还可为：在反应器中，加入一定摩尔的37％甲醛水溶液和适量的水，搅拌升温至55℃，用25％氨水调节反应溶液pH＝8-9，加入一定摩尔的三聚氰胺，升温至75℃，用25％氨水调节保持溶液的pH在8.2-8.5之间，生成羟甲基三聚氰胺，降温至60℃，用10％甲酸溶液调节反应溶液的pH＝6.0-6.5，保温反应40-70min，直到溶液滴在水中有少量白色固体析出，停止反应并滴加25％氨水调节至pH＝8.0-8.5，得中间体蜜胺甲醛树脂溶液。

蜜胺甲醛树脂氰尿酸盐的制备：在另一反应器中加入一定摩尔的氰尿酸和水，搅拌升温至70℃-100℃，加入适量的防凝结粘釜剂，将上述中间体溶液在2h内滴加到氰尿酸浑浊液中，加完后，保温反应7-12h，待溶液粘度不再增加为反应终点；经纯化处理得白色粉末状固体产品蜜胺甲醛树脂氰尿酸盐。

如上所述的加入一定摩尔的多聚甲醛和适量的水为多聚甲醛的质量(g)数与水的体积(ml)数之比是1∶10～1∶20。

如上所述的加入一定摩尔的37％甲醛水溶液和适量的水为37％甲醛溶液的质量(g)数与水的体积(ml)数之比是1∶3～1∶6。

如上所述的一定摩尔的多聚甲醛、三聚氰胺、氰尿酸其摩尔比为1.1∶1∶1～1.8∶1∶1。

如上所述的一定摩尔的37％甲醛水溶液、三聚氰胺、氰尿酸其摩尔比为1.1∶1∶1～1.8∶1∶1。

如上所述的适量的防凝结粘釜剂为：氯苯、二氯苯或四氯乙烷，其用量为反应体系中水体积量的2％～5％。

如上所述的经纯化处理为将反应液趁热进行抽滤，再用与产品质量等量的80℃热水重复洗涤三次，抽干，真空干燥，得白色粉末状固体产品。

本发明在研究过程为了使合成的化合物呈线状，羟甲基化反应要全部生成一羟甲基三聚氰胺，pH值对缩聚反应很重要，缩聚过程中pH值过高缩聚反应进行非常缓慢，pH值过低缩聚反应剧烈不好控制，树脂易交联水溶性降低而析出，不利于最后一步成盐反应的进行。