[发明专利]一种超支化型三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂的制备方法及其在PA6材料中的应用

说明书

本发明涉及阻燃剂技术领域，特别涉及一种超支化型MCA阻燃剂，端羟基超支化聚合物中的羟基和TDI聚合，再和传统制备MCA的原料三聚氰胺反应，得到超支化型三聚氰胺。将得到的超支化型三聚氰胺和氰尿酸在一定条件下反应得到超支化型MCA阻燃剂。通过选择制备AB₂单体的原料及选择引入异氰酸酯基，提升阻燃剂在阻燃过程中的成炭率，并且相对较大的分子量和高分子材料的相容性会提高，能够很好的提升阻燃剂的阻燃效率，增加阻燃效果，并且减少添加量。

技术领域

本发明涉及阻燃剂技术领域，特别涉及一种超支化型三聚氰胺氰尿酸盐阻燃剂，还涉及其制备方法及其在PA6材料中的应用。

背景技术

随着社会的发展，高分子材料逐渐代替传统材料，广泛的应用于化工，电子，机械，航空等多种领域，但是，高分子材料一般都是易燃或可燃的，容易引发火灾事故。为了解决合成材料的耐燃、抑烟等问题，确保合成材料使用的安全性，最有效的方法是加人阻燃剂。近年来随着人们环保意识的增强和一系列环保法规的制定，比如欧盟发布的《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质的指令》，规定部分含卤类的阻燃剂不能使用在工程塑料的产品上，欧洲市场对此反映特别激烈，许多跨国大公司纷纷对含卤材料的使用作出相应的限制，这在很大程度上促进了材料无卤化阻燃的进程。因而无卤阻燃剂由于无毒、无污染等特性，近年来越来越受到人们的青睐。为了满足市场的需要以及顺应时代的发展要求，坚持开发和使用非卤消烟阻燃剂己成为必然趋势。

据统计，在未增强PA6中，有近50%是MCA（三聚氰胺氰尿酸盐）阻燃剂产品。氮系阻燃剂有很多优点:高效阻燃、不含卤素、无腐蚀性作用、热稳定性高等。MCA改变了尼龙6热氧降解的历程，即两者相互作用使表面形成碳化膨胀，由此提出了MCA阻燃尼龙6的阻燃作用是凝聚相催化碳化膨胀和气相稀释阻燃的作用机理。氮系与其它阻燃剂具有很好的协同作用，因此具有良好的市场前景。但是应用于PA6的阻燃需要加入大量的MCA才能达到较好的阻燃效果，会加大使用成本，因此需要改性MCA,使其加入量变小，而且能更好的改善PA6的阻燃性能，提高PA6的极限氧指数。

高度支化的树枝状大分子是近几十年研究的热点之一，作为其同系物的超支化聚合物因为其自身的优点如：活性位点多，粘度小，三位网状，与基体融合性好，在光电材料、涂料、粘合剂、药物运载等领域具有广阔的应用前景。

发明内容

为了解决MCA作为PA6阻燃剂使用加量大时会增加生产阻燃PA6的成本，改善PA6的阻燃性能，本发明提供了一种阻燃性能更优、成本更低的超支化型MCA。

本发明还提供了所述超支化聚合物改性MCA的方法以及在PA6中的应用。

本发明是通过以下措施实现的：

一种超支化MCA是通过以下步骤得到的：

（1）端羟基超支化聚合物进行末端改性，引入甲苯二异氰酸酯，得到末端是异氰酸酯的超支化聚合物和三聚氰胺聚合得到超支化型三聚氰胺；

（2）超支化型三聚氰胺和氰尿酸溶于水中制成悬浮液，然后在100 ℃-120℃反应数小时，待料浆变豁稠后继续反应一段时间，再经过滤、干燥、破碎得到超支化型MCA的成品。

所述超支化型MCA阻燃剂以邻苯二甲酸酐和二异醇胺反应得到AB₂型单体，以三羟甲基丙烷作核分子，AB₂型单体与核分子反应，然后，加入甲苯二异氰酸酯(TDI)改性得到的的端基是异氰酸酯的超支化聚合物，将其和三聚氰胺反应得到超支化型的三聚氰胺，再和原料氰尿酸溶于水中制成悬浮液，然后在100 ℃-120℃反应数小时，待料浆变豁稠后继续反应一段时间，再经过滤、干燥、破碎得到超支化型MCA的成品。

所述的超支化型阻燃剂，优选超支化聚胺-酯的支链末端含有大量的三聚氰胺氰尿酸盐。