[发明专利]一种无析出无卤素阻燃剂组合物

说明书

本发明涉及的一种无析出无卤素阻燃剂组合物，各组分及其质量含量如下：哌嗪无机酸盐为30～80％；PAN‑DCD和/或FB为15～55％；金属氧化物和/或金属盐为5～10％；有机硅材料为0～5％；PAN‑DCD的结构式如下：FB的结构式如下：式中，w为大于或等于10的整数，k、m、n、p和q为大于或等于1的整数，A^‑为金属含氧酸给出质子后形成的离子，含量为28wt％的包含该组合物的阻燃聚丙烯制品，在70℃纯净水浸泡168小时后，表面无白色析出物出现。本发明的组合物具有热稳定性好、阻燃效率高、与聚合物相容性好、成炭性和综合性能优异等特点，可以实现绿色环保生产，具有极好的推广价值。

技术领域

本发明属于阻燃剂制备领域，涉及一种无析出无卤素阻燃剂组合物。

背景技术

近年来，高分子材料由于具有综合性能优异和加工成型方便等特点，而被广泛的应用于国民经济和人们日常生活的各个领域中。然而绝大多数高分子材料容易燃烧，并且在燃烧的过程会伴随着有毒有害气体的生成，因此存在严重的火灾隐患，在此环境下，对高分子材料进行阻燃改性显得尤为重要。目前阻燃高分子材料主要通过添加阻燃剂实现阻燃功能，自20世纪80年代以来，各国加大了对无卤阻燃剂的开发，其中无卤膨胀型阻燃剂就是解决的对策之一。无卤素膨胀阻燃剂包含有酸源(催化成炭作用)、气源(发泡)和碳源(成炭)三个要素，在高温时，膨胀型阻燃剂会在高分子材料表面形成致密的发泡膨胀炭层，可以隔绝氧气和热量，并且生烟量少，不产生有毒有害气体，阻燃效果良好，因此这种类型的阻燃剂受到越来越广泛的关注。

三聚氰胺可以看成是三嗪环上还有一个氨基的含二氨基三嗪的聚合物，三聚氰胺及其盐可作为阻燃材料。三聚氰胺盐阻燃剂主要有三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺硼酸盐、三聚氰胺邻苯二甲酸盐、三聚氰胺草酸盐、三聚氰胺氢溴酸盐和三聚氰胺次磷酸盐等，这些三聚氰胺的衍生物分别适用于不同聚合物的阻燃改性，阻燃效果也会存在差异。由于三聚氰胺及其盐类阻燃剂与传统的卤系阻燃剂相比，具有烟密度低、毒性低、腐蚀性小、着色能力好和电性能优越等特性，以及符合环保要求，价格适宜等一系列的优点，其在阻燃领域的应用日益增多。但该类阻燃剂为致密、硬度大的团聚颗粒结构而难以在树脂中有效分散，导致阻燃材料的阻燃性能或力学性能下降等缺陷，而且大多数盐类具有一定的溶解度和吸湿性，尤其是随着温度的升高，溶解度逐步增大。例如三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)是目前用量最大的三聚氰胺盐阻燃剂，但它存在分散性不好以及在阻燃尼龙或聚烯烃中的阻燃效率不稳定等问题；而三聚氰胺磷酸盐(MP)不但溶解度较大(0.54克/100克水)，而且对尼龙等聚合物的阻燃效率低。因此，还需进一步开发新型高效的三聚氰胺类阻燃剂，以解决三聚氰胺类阻燃剂阻燃效率低、溶解度高容易析出及与聚合物相容性差等问题。

除了三聚氰胺以外，有关含有二氨基三嗪基团的化合物作为阻燃剂的报道很少。申请号为201110194940.5的专利报道了以苯代三聚氰胺羧乙基苯基次膦酸缩合物为原料与其它协效阻燃剂复配的组合物作为阻燃剂，苯代三聚氰胺可以看成是三嗪环上有一个苯基的含二氨基三嗪的聚合物。但由于苯代三聚氰胺与羧乙基苯基次膦酸发生缩合反应后，其分子链上的酰亚胺基和磷酰亚胺基的发泡作用会明显降低，所以该阻燃剂在无卤素阻燃体系中主要发挥成炭作用。