[发明专利]一种含三聚氰胺化合物的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种含三聚氰胺化合物及其制备方法和应用。所述方法是由原料对氨基苯甲酸、2‑乙氧基‑1‑乙氧碳酰基‑1，2‑二氢喹啉和三羟甲基氨基甲烷在乙腈溶剂体系中反应，制备得到4‑氨基‑N‑(2‑(羟甲基)‑1，3‑丙二醇)苯甲酰胺，再将其和三聚氰酰氯、氢氧化钠在甲醇和水的混合溶剂体系中反应，制备得到白色粉末状的含三聚氰胺化合物。经测试，本发明制备的含三聚氰胺化合物，有效地提高了其与高分子材料之间的相容性，实现了阻燃剂在基体中的均匀分散，且阻燃性能、热稳定性和成炭性都有显著提高，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于化学阻燃材料制备领域，具体涉及一种含三聚氰胺化合物及其制备方法与应用。

背景技术

随着科学技术的进步和发展，相对于传统材料如金属、玻璃、陶瓷等来讲，后起的高分子材料因其种类多、合成简单、性能多样化等优点，逐渐在工业、农业、国防等领域替代了传统材料。但是，高分子材料一般都是易燃或可燃的，容易引发火灾事故并且产生大量的浓烟和有毒气体。为了确保高分子材料使用的安全性，研究者做了大量的工作，最常见的方法是添加阻燃剂来提高材料的阻燃性能。

阻燃剂是高分子材料制备的重要原料之一，加入后能使材料具有难燃性、自熄性和消烟性等特点。目前，在高分子材料阻燃领域中，常用的阻燃剂有卤系阻燃剂、无机阻燃剂、磷系阻燃剂和氮系阻燃剂等，它们均可以在很大程度上改善高分子材料的阻燃性能，但也存在很多负面作用。卤系阻燃剂多数为含溴物质，阻燃效率高且用量少，对材料的性能影响也较小，曾被大量、广泛地应用。但在1985年，科学家发现含溴材料燃烧时会产生有毒物质---二噁英，随后，进一步的研究发现，其在燃烧时还会产生溴化二苯并二恶英、多溴二苯并呋喃等物质，它们在卤素配位位置上会分解出多种强毒性的物质，在一定程度损伤人体的皮肤和肝脏，导致身体畸形并有致癌的影响。同时，其他卤素阻燃材料燃烧会降低被阻燃材料的抗紫外线稳定性，在热解及燃烧时放出大量的烟尘和腐蚀性有毒气体卤化氢，使环境受到严重污染。现卤系阻燃剂已被很多欧美国家禁止使用，坚持开发和使用无卤化阻燃剂成为阻燃领域发展的必然趋势。然而，无机阻燃剂、磷系阻燃剂也在生产使用中面临着各种问题：无机阻燃剂主要是氢氧化铝和氢氧化镁，环保、不挥发、价格低廉，但用量大，通常要求助燃剂的填充量要在60％以上才能满足实际阻燃效果，对高分子材料的力学性能和加工性能造成了严重的损伤；而磷系阻燃剂渗出性高，在粉末状态时容易爆炸，并且在高温情况下会生成有毒物质磷化氢。因此，人们将目光转向了一种新型高效的环境友好型阻燃剂---氮系阻燃剂。氮系阻燃剂主要是三聚氰胺及其衍生物，主要有三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸和三聚氰胺磷酸酯，含氮量高达67％，其之所以能成为优良阻燃剂是因为与其他阻燃剂相比主要有以下五大优势：一是毒性小，发烟量低，仅次于无机阻燃剂，符合当今绿色友好阻燃剂的要求；二是燃烧产生的氮气、水蒸气等气体不支持燃烧且腐蚀性能低，甚至电器件或导线着火后可以继续使用；三是热分解温度高，适合加工；四是在高温下不仅本身的成炭量高，而且分解产生的多种缩聚物能够影响材料的熔化行为，加速其碳化成焦，从而更好地起到阻燃效果，在各种化合物阻燃效果中位居第一；五是成本低，价格备受人们青睐。这些优势使它成为最具长远发展前景的无卤阻燃剂之一，广泛用于各种高分子材料的阻燃。日本宝理公司用三嗪衍生物或双氰胺及其衍生物阻燃聚甲醛，当聚甲醛中阻燃剂的含量为40％时，可使其自熄。但这类阻燃剂存在一个关键问题：由于三聚氰胺与高分子材料的相容性较差，在基体中分散不均匀，使得材料加工较为困难。因此，发展与高分子材料相容性较好的含三聚氰胺化合物具有重要意义和应用前景。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述不足，而提供一种新型的含三聚氰胺化合物，本发明所述的化合物添加到聚乙烯醇材料中，具有很好的相容性、热稳定性和成炭性。

提供所述含三聚氰胺化合物的制备方法，是本发明的另一个发明目的。

本发明的目的还在于提供所述化合物作为阻燃剂的应用。