[发明专利]一种膨胀型阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种膨胀型阻燃剂及其制备方法，膨胀型阻燃剂由下述重量份的组分原料制得：10份三聚氰胺、25‑60份曼尼希碱、18‑36份含磷化合物和200‑250份溶剂。该膨胀型阻燃剂制得的聚氨酯的热稳定性优、烟密度较低，并具有良好的阻燃性能；其原料组分可不含卤系阻燃剂，在燃烧时不会释放大量有毒和腐蚀性的卤化氢，保护环境且原料来源丰富、价廉，制备工艺适用性广、操作简单，因此具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种膨胀型阻燃剂及其制备方法。

背景技术

科技的发展和人们安全和环保意识的增强对材料的阻燃性能和环保方面提出了更高更多的要求。添加阻燃剂是提高材料阻燃性能行之有效的方法。除了阻燃性能，阻燃剂还应具有环境友好性。

膨胀型阻燃剂作为一种新型环境友好型阻燃剂，近年来在世界阻燃领域获得广泛关注。它具有阻燃机制独特，不产生有毒气体，产生的烟量低等特点。与当今的保护生态环境的要求相符合，为阻燃剂的发展开辟了一条无卤化的道路。丁斌(请见参考文献[1]郝凤玲，丁斌，关昶，张卫华，李祥，季戊四醇磷酸酯三聚氰胺盐合成工艺研究，弹性体，2011-10-25，21(5):52-55)制备了膨胀型阻燃剂季戊四醇磷酸酯三聚氰胺盐，然而单纯使用的三聚氰胺耐热性较差，会明显降低材料的热稳定性(请见参考文献[2]李到,胡静平,秦艳,等.磷酸酯双三聚氰胺盐阻燃环氧树脂的燃烧性能和阻燃机理[J].功能高分子学报,2007,19(1):81-86.)。如何开发新型膨胀型阻燃剂在不降低材料热稳定性的基础上赋予材料高阻燃性具有重要意义和价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中膨胀型阻燃剂热稳定性差的缺点，提供了一种新型的膨胀型阻燃剂及其制备方法，该膨胀型阻燃剂具有优良的热稳定性和优异阻燃性(UL-94阻燃等级可达V-1级)，此外，还具有较低的烟密度。同时，本发明所采用的原材料来源丰富、价廉，制备工艺适用性广、操作简单，适于产业化生产，因此具有广阔的应用前景。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种膨胀型阻燃剂，其原料包括下述重量份的组分：10份三聚氰胺、25-60份曼尼希碱、18-36份含磷化合物和200-250份溶剂。

优选的，所述曼尼希碱的制备方法如下：

(1)多聚甲醛或甲醛水溶液与二乙醇胺反应得到3-羟乙基-1,3-噁唑烷反应液，并经过减压蒸馏得到产物3-羟乙基-1,3-噁唑烷；

(2)芳香族酚类化合物或/和三聚氰胺类化合物与步骤(1)得到的3-羟乙基-1,3-噁唑烷反应，得到曼尼希碱；

其中步骤(2)中所述芳香族酚类化合物为对苯二酚或间苯二酚；

三聚氰胺类化合物为三聚氰胺或三聚氰酸。

优选的，所述步骤(1)中多聚甲醛或甲醛水溶液与二乙醇胺的反应温度为60-80℃，反应2-4h，减压蒸馏取125-130℃/8000Pa下的馏分得到产物3-羟乙基-1,3-噁唑烷。

优选的，所述步骤(2)中反应温度为70-90℃，反应时间为3-5h。

优选的，所述的含磷化合物为三氯氧磷、磷酸的一种或多种。

优选的，所述溶剂为甲苯、二甲苯、乙腈、醋酸丁酯、碳酸二甲酯的一种或多种。

本发明还提供了一种膨胀型阻燃剂的制备方法，其包括如下步骤：

(1)在惰性气氛下，将所述三聚氰胺、所述曼尼希碱、所述含磷化合物与所述溶剂的混合物加热，恒温并反应；

(2)加热回流至氯化氢气体挥发完全，冷却后得到所述膨胀型阻燃剂。

优选的，所述步骤(1)中，惰性气氛为氦气、氖气或氮气，较佳地为氮气；