[发明专利]一种杂化改性三聚氰胺盐、其制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种杂化改性三聚氰胺盐、其制备方法及其应用，制备方法是：1)将三聚氰胺盐溶解在溶剂中，加入富氨基类石墨氮化碳纳米片，在30～150℃下反应0.5～4小时；2)待反应完后，过滤、干燥、粉碎即得杂化改性三聚氰胺盐，其中富氨基类石墨氮化碳纳米片的氮元素含量为66～68wt％，其化学结构上富含氨基，厚度为0.5～50nm，含有石墨状的结构；所得产品的5wt％热失重温度比未未杂化改性三聚氰胺盐高20～80℃；本发明产品还被应用于阻燃材料领域，阻燃性能与残炭量大幅度提升。本发明生产原料广泛易得，合成工艺简单，设备要求低，且其产品热稳定性好、与高分子基体的相容性好、阻燃效果好，极具应用前景。

技术领域

本发明属于阻燃剂的制备及应用领域，涉及一种杂化改性三聚氰胺盐、其制备方法及其应用。

背景技术

聚氰胺聚盐如三聚氰胺聚磷酸盐，三聚氰胺氰尿酸盐等，一般具有热分解温度高、水溶性低、发烟量小及有毒气体生成量少的优点，同时其基于磷-氮之间的协同与增效作用，显示出良好的阻燃性能，成为近几年阻燃剂的研究热点，是一种重要的磷氮类阻燃剂，已被广泛应用于聚酰胺及聚烯烃等领域。

虽然其应用前景较好，但是三聚氰胺盐的应用局限性很强，如相容性差、分散不均匀、添加量大及机械性能损失大等问题。

将三聚氰胺盐进行改性进一步提高其性能，是三聚氰胺盐阻燃剂的一个重要发展方向。如文献1：申请号为201310550306.X的中国专利使用使用硼酸锌改性三聚氰胺氰尿酸盐，提高了生产效率，降低了反应体系的粘度；文献2：专利CN 107556255 A利用有机胺改性三聚氰胺聚磷酸盐，获得了良好的阻燃效果且其机械性能得到了较好的保留；文献3(SiO₂改性三聚氰胺氰尿酸盐无卤阻燃剂的制备[J].胶体与聚合物,2012,30(4):168-170.)将SiO₂溶胶用于改性三聚氰胺氰尿酸盐制得了原位改性三聚氰胺氰尿酸盐，可对其粒径进行了控制；文献4(金属离子改性三聚氰胺聚磷酸盐的合成及其对玻纤增强PA66的阻燃研究[D].东北林业大学,2007.)使用不同的金属离子对三聚氰胺聚磷酸盐改性，随后将其应用于尼龙66的阻燃，该方法虽然产率较高，但其阻燃效果一般，提升不佳。虽然上述方法具有这样或那样的优势，但均未能较好的提高三聚氰胺盐的热稳定性即其热分解温度未见明显提升。

因此，如何进一步提高三聚氰胺盐的热稳定性成为目前亟待要解决的技术问题。

发明内容

本发明目的是克服现有技术中存在的缺陷，提供一种杂化改性三聚氰胺盐、其制备方法及其应用。本发明的杂化改性三聚氰胺盐的原料中含有富氨基类石墨氮化碳纳米片，其制备方法采用分段加热的方式，可以使反应充分进行，更为重要的是可以保持平稳加热，降低反应时的热氧化程度，避免了氨基的大量氧化，提高了其化学结构上氨基的含量，有利于对其进一步改性，其应用范围进一步扩大，增加了其特殊功效。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种杂化改性三聚氰胺盐，杂化改性三聚氰胺盐由以下重量份的原料加工制得：

富氨基类石墨氮化碳纳米片 5～20份；

三聚氰胺盐 5～100份；

所述富氨基类石墨氮化碳纳米片的氮元素含量为66～68wt％，其化学结构上富含氨基，厚度为0.5～50nm，含有石墨状的结构。现有技术中制得的纳米片的产率一般为6-10％，同时，理论上纯氮化碳中不含有氨基，其氮元素含量为60.8wt％，以现有技术制备的类石墨氮化碳，氨基含量少，其氮元素含量通常为61～62wt％，尤其是加热温度超过500℃时，这个含量较理论值提高0.3～1.2％，本发明所制备的富氨基类石墨氮化碳，其氮元素含量为66～68wt％，较理论提高了4～6％，是现有方法提高量的3～20倍，充分表明其化学结构上富含氨基。

作为优选的技术方案：