[发明专利]三嗪系成炭-发泡剂、其合成方法及以其为原料制成的阻燃聚合物复合材料

权利要求书

1.三嗪系成炭-发泡剂，其特征在于它是由下述通式I和II表示的结构单元组成的无规共聚物；

其中上述结构单元I和II的摩尔比为0＜I/II≤1；R₁＝C_n1H_2n1+1，n1＝1～10；R₂＝-NH(CH₂)_n2NH-、其中n2＝2～6；R₃＝C_n3H_2n3，n3＝2～4；R₄＝-NH(CH₂)_n2NH-、其中n2＝2～6。

2.权利要求1所述的三嗪系成炭-发泡剂的合成方法，其特征在于三嗪系成炭-发泡剂的合成方法，按以下步骤进行：一、以三聚氯氰为起始原料，以无机碱作为缚酸剂，将三聚氯氰加入反应容器中，向反应容器中加入溶剂，使三聚氯氰分散均匀，在-5～10℃的条件下向反应器滴加醇胺、烷基胺和缚酸剂，缚酸剂为逐滴加入，使溶液的pH值为5～8，反应2～4h后，第一步取代反应结束，生成三聚氯氰的一取代物2-羟烷胺基-4，6-二氯-1，3，5-三嗪和2-烷胺基-4，6-二氯-1，3，5-三嗪，其中醇胺与烷基胺的物质的量比为1～50∶1；二、升高温度至30～50℃，然后逐滴加入二胺和缚酸剂，pH值控制在5～8，滴加完毕后反应温度升高至50～60℃，反应5～7h后，第二步取代反应结束，生成三聚氯氰的二取代物，其中一取代物和二胺物质的量的比为2∶1；三、然后同时加入二胺和缚酸剂，继续升高反应温度至100～107℃，在溶剂回流温度下反应6～8h，其中二取代物和二胺物质的量的比为2∶1，再经抽滤、水洗、烘干后即得到三嗪系成炭-发泡剂。

3.根据权利要求2所述的三嗪系成炭-发泡剂的合成方法，其特征在于步骤一中醇胺的通式为NH₂R₁，其中R₃＝C_n3H_2n3，n3＝2～4。

4.根据权利要求2或3所述的三嗪系成炭-发泡剂的合成方法，其特征在于步骤一中烷基胺的通式为NH₂R₁，其中R₁＝C_n1H_2n1+1，n1＝1～10。

5.根据权利要求4所述的三嗪系成炭-发泡剂的合成方法，其特征在于步骤一中缚酸剂为碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐，其中碱金属氢氧化物为NaOH或KOH，碱金属碳酸盐为Na₂C0₃或K₂C0₃，碱金属碳酸氢盐为NaHC0₃或KHC0₃。

6.根据权利要求5所述的三嗪系成炭-发泡剂的合成方法，其特征在于步骤一中醇胺与烷基胺的物质的量比为5～40∶1。

7.以权利要求1所述的三嗪系成炭-发泡剂为原料制成的阻燃聚合物复合材料，其特征在于以三嗪系成炭-发泡剂为原料制成的阻燃聚合物复合材料，按质量分数由68～80份的热塑型树脂、20～32份的无卤膨胀阻燃剂和1份的加工助剂组成；所述的热塑型树脂为聚乙烯树脂或聚丙烯树脂；所述的无卤膨胀阻燃剂由三嗪系成炭-发泡剂、聚磷酸铵和无卤阻燃协效剂组成，其中聚磷酸铵为高聚合度结晶II型聚磷酸铵，高聚合度结晶II型聚磷酸铵的结构通式为：高聚合度结晶II型聚磷酸铵的聚合度1500≤n≤3000，无卤阻燃协效剂为硅树脂，其中无卤阻燃协效剂占无卤膨胀阻燃剂总质量的2％～9％，三嗪系成炭-发泡剂与聚磷酸铵的重量比为1∶1～7；所述的加工助剂由抗氧剂1076和聚烯烃蜡按重量比3∶7组成。

8.根据权利要求7所述的以三嗪系成炭-发泡剂为原料制成的阻燃聚合物复合材料，其特征在于所述的聚烯烃蜡为聚乙烯蜡或聚丙烯蜡。

9.根据权利要求7或8所述的以三嗪系成炭-发泡剂为原料制成的阻燃聚合物复合材料，其特征在于无卤阻燃协效剂占无卤膨胀阻燃剂总质量的4％～7％。

10.根据权利要求9所述的以三嗪系成炭-发泡剂为原料制成的阻燃聚合物复合材料，其特征在于三嗪系成炭-发泡剂与聚磷酸铵的重量比为1∶3～5。