[发明专利]一种改性磷氮型阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种改性磷氮型阻燃剂及其制备方法，由如下方法制成：将季戊四醇加入三口烧瓶中，置于冰水浴中，以100‑120r/min的转速搅拌30min，边搅拌边滴加三氯氧磷，控制滴加时间为15min，滴加过程中用质量分数20％的氢氧化钠水溶液吸收尾气，滴加结束后匀速搅拌30min，之后升温至60‑70℃，在此温度下匀速搅拌2h；本发明步骤S3中将三聚氰胺与氰尿酸进行混合，三聚氰胺与氰尿酸进行氢键复合后加入第二产物制成的混合液A，第二产物的加入能够干扰和抑制三聚氰胺氰脲酸盐大平面网络结构的形成，使得粒径细化，使得制备出的改性磷氮型阻燃剂具有良好的分散性。

技术领域

本发明属于阻燃剂制备技术领域，具体为一种改性磷氮型阻燃剂及其制备方法。

背景技术

阻燃剂按照加工方法分可以分为添加型和反应型。添加型价格低廉、操作简单，占据了阻燃剂市场的大部分份额，但添加型阻燃剂与高分子存在相容性差，易喷霜、易迁移的问题，这使得材料阻燃性能随时间的延长急剧下降；此外，添加型阻燃剂对高分子材料的加工、物理机械性能都有一定的影响。反应型阻燃剂虽然加工相对复杂、成本稍高，但它不会产生相容性问题，同时对材料的加工性能以及物理机械影响非常小，也不会出现随时间的延长阻燃性能急剧下降的问题。阻燃剂小分子可以通过化学键合接枝在高分子材料上，赋予高分子材料以永久的阻燃性。

中国发明专利CN107056840A公开了一种反应型氮磷阻燃剂的制备方法，它涉及磷氮阻燃剂及其制备技术领域。包括以下步骤：1、季戊四醇磷酸酯(PEPA)的纯化；2、异氰酸活化PEPA；3、反应型氮磷阻燃剂制备：称取不饱和脂肪胺(醇)，滴加到步骤2异氰酸活化PEPA中，体系在40-120℃水浴锅中，80-230r/min转速下继续反应4-10h，反应终止，用二甲苯溶剂洗涤2-4次，70-120℃下真空干燥10-72h，制得反应型氮磷阻燃剂。

发明内容

本发明提供一种改性磷氮型阻燃剂及其制备方法。

本发明步骤S1中将季戊四醇与三氯氧磷在冰水浴中混合，之后分别升温至60-70℃和100-110℃，防止初始时发生剧烈反应，采用温度梯度法提高制备出的第一产物的质量和收率；步骤S2中将第一产物和乙腈混合，乙腈作为有机溶剂，依次加入苯胺和三乙胺，通入氮气能够防止胺氧化导致反正产物质量低，反应过程中第一产物与苯胺发生反应，之后加入改性石墨烯粉末，制备出第二产物，该第二产物为一种磷-氮型阻燃剂，之后重结晶对第二产物进行精制；三聚氰胺氰脲酸盐自身颗粒较大，易团聚，团聚后结构紧密，使得其分散性差，所以本发明步骤S3中将三聚氰胺与氰尿酸进行混合，三聚氰胺与氰尿酸进行氢键复合后加入第二产物制成的混合液A，第二产物的加入能够干扰和抑制三聚氰胺氰脲酸盐大平面网络结构的形成，使得粒径细化，使得制备出的改性磷氮型阻燃剂具有良好的分散性。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种改性磷氮型阻燃剂，由如下方法制成：

步骤S1、将季戊四醇加入三口烧瓶中，置于冰水浴中，以100-120r/min的转速搅拌30min，边搅拌边滴加三氯氧磷，控制滴加时间为15min，滴加过程中用质量分数20％的氢氧化钠水溶液吸收尾气，滴加结束后匀速搅拌30min，之后升温至60-70℃，在此温度下匀速搅拌2h，升温至100-110℃，回流反应直至无氯化氢产生，反应结束后冷却、抽滤，将滤饼分别用氯仿和无水乙醇洗涤三次，之后转移至真空干燥箱中，控制真空度为-0.10MPa，在50-70℃下干燥10h，制得第一产物；

步骤S2、将步骤S1制得的第一产物和乙腈加入四口烧瓶中，以180-200r/min的转速匀速搅拌15min，通入氮气，升温至60℃进行回流，边回流边滴加苯胺，之后滴加三乙胺，滴加结束后回流搅拌8h，反应结束后冷却，加入改性石墨烯粉末，混合均匀后蒸发溶剂，制得第二产物，用混合液重结晶抽滤，在50-70℃下干燥10h，制得精制后的第二产物；