[发明专利]一种复合改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种复合改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂及其制备方法和应用，属于阻燃聚合物材料的制备领域，本发明是将三聚氰胺、氰尿酸、复合剂和热稳定剂在加入水中搅拌分散，然后加热反应，制得改性三聚氰胺氰尿酸盐的粘稠糊状物；然后将制得的改性三聚氰胺氰尿酸盐的粘稠糊状物过滤、干燥和粉碎后，得到复合改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂。本发明的阻燃剂采用含噻唑基团的化合物作为复合剂进行改性，与传统三聚氰胺氰尿酸盐相比，本发明的三聚氰胺氰尿酸盐热稳定性好，将本发明的阻燃剂加入到高分子材料中可以有效提高阻燃聚合物材料的耐灼热丝温度、减少阻燃材料燃烧的烟密度以及在聚烯烃、聚酯和尼龙等高分子材料阻燃方面获得广泛的应用。

技术领域

本发明属于阻燃剂领域，具体涉及一种复合改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂及其制备方法和应用。

背景技术

三聚氰胺及其衍生物是当今环保无卤素阻燃剂开发应用的重要阻燃剂品种，其中用量最大、增长最快的三聚氰胺盐阻燃剂是三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)，三聚氰胺氰尿酸盐是三聚氰胺(MEL)和氰尿酸(CA)反应生成的具有层状结构的大平面分子复合体，是20世纪80年代开发出来的一类精细化工产品，并大量投入工业化生产。MCA具有高效、无卤、无毒、低烟等优点，可用于多种聚合物尤其是聚酰胺类高分子材料的阻燃剂。与无机阻燃剂相比，MCA具有高效、相容性好、不起霜等优点。MCA在300℃以下非常稳定，350℃升华但不分解，且MCA含氮量高，高温时脱水成炭，燃烧时放出氮气，可冲淡燃烧环境周围氧气和可燃性气体浓度，且不产生毒性气体，因而是性能优良的阻燃剂。

MCA在尼龙类高分子材料(即聚酰胺类高分子材料)阻燃方面已获得广泛的应用。但MCA熔点高，使其与尼龙共混时多呈固相粒子，分散不均匀，影响其阻燃效果。由于MCA主要为气相阻燃，在燃烧过程中聚合物表面成炭量较低、炭层松散，不能形成致密的保护层，降低了MCA的阻燃效率。中国申请号201310550306.X的专利表述了采用硼酸锌改性MCA，使硼酸锌沉淀在生成的MCA粒子表面，实现反应物在反应介质中有效分散，大幅度减小水与反应物的配比，降低反应体系粘度，提高了生产效率，解决了传统合成工艺中搅拌困难、废水排放量大、除水时间长、反应固含量低等难题。中国专利ZL03135668.0描述了采用三乙醇胺、双氰胺、季戊四醇等作为复合剂、磷酸、磷酸三苯酯等作为阻燃增效剂制备了一种改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂，上述专利重点是改进了三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂的合成工艺，减少了反应体系水的用量，改进了三聚氰胺氰尿酸盐与聚合物的分散性相容性，但阻燃效率没有实质性改进。中国专利申请号2014107678896公开了采用三聚硫氰酸作为改性剂制备了一种改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂，该发明重点强调了三聚硫氰酸和氰尿酸同时与三聚氰胺反应合成一种新型结构的改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂，以及硫与三嗪环的协同阻燃作用，但本发明的阻燃剂只是提高了阻燃尼龙的极限氧指数和垂直燃烧阻燃等级。另根据文献1(三聚氰胺基阻燃剂的合成及其阻燃尼龙6的应用研究，作者：王宁萍，东华大学(硕士论文)，2016年1月)报道的三聚硫氰酸改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂阻燃尼龙6的耐灼热丝点燃温度按照GB1040.3-2006标准测试GWIT可以达到750℃，但不能达到GWIT 850℃及以上。因此，如何制备一种既提高阻燃尼龙的极限氧指数和垂直燃烧阻燃等级又提高尼龙的GWIT温度的阻燃剂，是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明是针对现有技术中三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂的不足，提供一种复合改性三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂及其制备方法及其应用，与传统三聚氰胺氰尿酸盐相比，本发明采用含巯基的含噻唑基团的化合物作为复合剂改性MCA，将制得的改性MCA添加到尼龙类材料中，制得的阻燃尼龙类材料热稳定性好，阻燃效率高，既提高阻燃尼龙的极限氧指数和垂直燃烧阻燃等级又提高尼龙的GWIT温度，在尼龙类高分子材料阻燃方面获得了更好的应用。

为实现上述发明目的，本发明通过以下技术方案实现：