[发明专利]一种无卤阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复配型无卤低烟阻燃剂，包括三种阻燃剂组分：第一组分是无规接枝纳米氢氧化铝和二茂铁基的线型聚乙烯亚胺ATH‑PEI‑Fc，第二组分是聚丙烯胺‑二茂铁甲酸离子复合物PAH‑Fc，第三组分是三‑二茂铁甲酰胺基三聚氰胺ME‑3Fc。阻燃剂通过上述三种组分按照一定的配比复配而成，将阻燃剂按照一定的比例加入到热塑性弹性体TPU中，通过挤出成型加工获得TPU‑P材料，实验证明，TPU‑P材料的无焰烟密度＜250，有焰烟密度＜100，具有良好的消烟效果。

技术领域

本发明涉及阻燃剂技术领域，尤其涉及一种无卤阻燃剂及其制备方法。

背景技术

高分子材料广泛应用于人们的日常生活，大多数高分子材料的氧指数都低于20，属于易燃物质。高分子材料燃烧时释放的热量、有毒气体和烟尘会对人类构成伤害。阻燃剂的使用大大改善了易燃高分子材料的阻燃性能。近些年含卤素阻燃剂占据了大部分阻燃剂市场，常见的如十溴联苯醚、四溴双酚A，氯化石蜡等。含卤素阻燃剂的使用虽然降低了燃烧的概率，但仍然会释放出大量烟雾、有毒和腐蚀性卤化氢气体。

随着对阻燃要求的提高和环保意识的增强，无卤化﹑低烟﹑低毒及高效阻燃剂的开发已成为亟待解决的技术问题。

发明内容

为了减少含阻燃剂高分子材料燃烧过程中释放出的烟雾、有毒性卤化氢气体，本发明提供了一种无卤阻燃剂及其制备方法。

第一方面，本发明提供了一种无卤阻燃剂，包括无规接枝纳米氢氧化铝和二茂铁基的线型聚乙烯亚胺ATH-PEI-Fc，聚丙烯胺-二茂铁甲酸离子复合物PAH-Fc，三-二茂铁甲酰胺基三聚氰胺ME-3Fc，其化学结构式如下：

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另一方面，本发明还提供了一种无卤阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：

S1：合成第一阻燃剂组分ATH-PEI-Fc；

S2：合成第二阻燃剂组分PAH-Fc；

S3：合成第三阻燃剂组分ME-3Fc；

S4： 将上述各组分按一定比例混合，球磨干燥后制得所述无卤阻燃剂。

进一步，合成ATH-PEI-Fc包括如下步骤：

S11：将二茂铁甲酸溶解于无水二氯甲烷中，加入草酰氯反应；

S12：过滤二氯甲烷和过量的草酰氯，再次溶解于二氯甲烷中加入线性聚乙烯亚胺反应，旋转蒸发去除溶剂后制得PEI-Fc溶液；

S13：在pH值范围4-5的醋酸溶液中加入硅烷偶联剂KH560反应一定时间，再加入纳米级氢氧化铝ATH进一步反应后制得ATH溶液；

S14：在所述ATH溶液中加入所述PEI-Fc溶液反应，制得所述ATH-PEI-Fc。

进一步，合成PAH-Fc包括如下步骤：

S21：将二茂铁甲酸和氢氧化钠置于含乙醇和水的溶液中反应一定时间；

S22：在上述溶液中加入聚丙烯胺盐酸盐进一步反应，制得所述PAH-Fc。

进一步，合成ME-3Fc包括如下步骤：

S31：将二茂铁甲酸溶解于无水二氯甲烷中，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐和1-羟基苯并三唑反应一定时间；

S32：在上次溶液中加入三聚氰胺和三乙胺进一步反应，制得所述ME-3Fc。