[发明专利]一种醇溶尼龙改性的催化膨胀型阻燃剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于一种阻燃剂及其制备方法，具体涉及一种醇溶尼龙改性的催化膨胀型阻燃剂及其制备方法。 

背景技术

目前，在所有高分子材料添加型阻燃剂中，膨胀型阻燃剂(IFR)是因其无卤、环保、高效的优势，逐渐成为一种可替代含卤阻燃剂的新型环保阻燃剂。IFR以磷、氮、炭为主要核心元素的阻燃剂。然而，传统的磷氮系膨胀型阻燃剂如三组分的聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺三膨胀型阻燃剂存在诸多问题。如聚磷酸铵极性大、易吸湿，与聚合物尤其是非极性聚烯烃界面相容性差，不仅导致所制阻燃材料的阻燃性能不均一，而且易恶化基体力学性能的；同时，相比传统的卤系阻燃剂，阻燃效率较低；另外，季戊四醇和三聚氰胺等小分子加工成型中时易出现迁移或析出现象，导致阻燃材料的阻燃性能的损失和有损材料美观。针对聚磷酸铵和三聚氰胺聚磷酸盐这两种最为重要的膨胀型阻燃剂存在的极性大，易吸湿等问题，目前大多采用物理或化学改性的方法。如专利CA1255448采用异氰酸酯胶囊化处理聚磷酸铵，但因改性过程中改性产物黏度增大，导致微胶囊化处理困难。专利US6251961采用密胺甲醛树脂微胶囊化处理聚磷酸铵，虽然产物在水中的溶解度显著降低，但产物中会残留少量游离态甲醛。专利200810057901.9采用氨基硅烷偶联剂处理聚磷酸铵，聚磷酸铵在水中的溶解度显著降低，阻燃材料的力学性能有所提高，但阻燃时仍需添加双季戊四醇作为成炭剂。专利200910157835.7采用液相化学反应改善聚磷酸铵的耐水性，实现聚磷酸铵的扩链的同时亦引入铝、锌、镁等金属元素，但是该专利并没有给出改性后的聚磷酸铵的阻燃效果如何。专利201110048658.6采用缩水甘油醚改性聚磷酸铵，增强了其与聚合物基体的相容性，但采用了毒性较大的三氯甲烷为部分溶剂，且改性阻燃剂阻燃聚丙烯时仍需较高的添加量。专利201210392019.6以低级醇为溶剂，以正硅酸酯及复合硅烷偶联剂为改改性剂，虽然改性的聚磷酸铵疏水性得到改善，但在阻燃时仍需添加成炭剂。 

发明内容

针对目前膨胀型阻燃剂特别是聚磷酸铵等改性的现状以及所存在的不足，本发明的目的在于提供一种醇溶尼龙改性的催化膨胀型阻燃剂及其制备方法，采用液相方法制备高效的酸源、碳源及气源于一体的催化膨胀型阻燃剂。 

本发明的技术方案是： 

一、一种醇溶尼龙改性的催化膨胀型阻燃剂，由以下重量成分组成：醇溶尼龙20～30份；膨胀型阻燃剂70～80份；阻燃催化剂1.0～5.0份。 

所述的醇溶尼龙为尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010和尼龙612其中任意二元、三元或四元共聚醇溶尼龙。 

所述的醇溶尼龙为由尼龙6、尼龙66、尼龙610组成的三元共聚醇溶尼龙。 

所述的膨胀型阻燃剂为聚磷酸铵、三聚氰胺多聚磷酸盐或上述两者的混合物。 

所述的阻燃催化剂为锌、镍、镧、钴、铜或者锆的乙酰丙酮盐。 

二、一种醇溶尼龙改性的催化膨胀型阻燃剂的制备方法，包括以下步骤： 

1)先将20～30份醇溶尼龙添加到低级脂肪醇溶剂中，加热回流至40～80度，搅拌至完全溶解，配制得到质量体积分数为20mg/mL的溶液； 

2)然后加入70～80份膨胀型阻燃剂，以及1.0～5.0份的阻燃催化剂； 

3)维持混合温度不变，再继续搅拌0.5-2.0小时，蒸出溶剂，干燥至恒重即可得到尼龙改性的催化膨胀型阻燃剂。 

所述的低级脂肪醇溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇或异丁醇。 

优选的低级脂肪醇溶剂为乙醇。 

所述的醇溶尼龙为尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙1010和尼龙612其中任意二元、三元或四元共聚醇溶尼龙。 

所述的醇溶尼龙为由尼龙6、尼龙66、尼龙610组成的三元共聚醇溶尼龙。 

所述的膨胀型阻燃剂为聚磷酸铵、三聚氰胺多聚磷酸盐或上述两者的混合物。 

所述的阻燃催化剂为锌、镍、镧、钴、铜或者锆的乙酰丙酮盐。 

本发明的有益效果是： 

本发明通过采用成炭好且与多数聚合物相容性好的多元共聚醇溶尼龙，对市售的聚磷酸铵和/或三聚氰胺多聚磷酸盐进行表面包覆改性，同时引入醇溶的乙酰丙酮盐阻燃催化剂，制备一种高性能催化膨胀型阻燃剂。该发明所制备的阻燃剂具有环保、高效、低吸湿性、且与聚合物基体树脂的界面相容性好等诸多优点。 

而且本发明在熔融加工成型过程不存在迁移、析出等问题。该制备方法操 作简单，溶剂可回收再利用。 

具体实施方式