[发明专利]一种改性三聚氰胺植酸盐阻燃剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种改性三聚氰胺植酸盐阻燃剂及其制备方法和应用，所述改性三聚氰胺植酸盐阻燃剂，其外观为纳米粒子，微观结构为含有金属盐的层状三聚氰胺植酸盐，所述金属盐复合在所述三聚氰胺植酸盐内部。本发明提供了一种改性三聚氰胺植酸盐阻燃剂，该阻燃剂可以在高聚物燃烧过程中起到片层阻隔作用，从而阻隔质量和热量传递，延迟热解气体和外界交换，而且对毒性气体具有较强的选择性和催化活性，在高聚物燃烧过程中有效抑烟减毒，可应用于聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯树脂、聚烯烃和橡胶材料的阻燃中。

技术领域

本发明涉及阻燃剂领域，尤其涉及一种改性三聚氰胺植酸盐阻燃剂及其制备方法和应用。

背景技术

聚合物材料如聚酯、聚氨酯、聚酰胺、聚丙烯酸酯树脂、聚烯烃材料或橡胶等在火灾过程中不仅易燃烧，而且在燃烧过程中释放大量的烟气。通常情况下将一些含磷化合物、含卤素化合物或其混合物与聚合物结合而实现聚合物的阻燃。

三聚氰胺(MA)及其盐类属于氮系及氮-磷系阻燃剂，三聚氰胺盐集酸源、气源于一体，具有无卤、低烟、低毒、与基材相溶性好、热稳定性好、添加量小、水溶性小、阻燃性能优异等特点，是构成膨胀型无卤阻燃剂的重要组分。三聚氰胺及其盐类是一种环保型无卤阻燃剂，外观通常为白色粉末，广泛应用于热塑性和热固性塑料，以及橡胶、纤维等制品中，其中对玻纤增强尼龙6的阻燃效果非常好。三聚氰胺及其盐类作为膨胀型无卤阻燃剂具有较好的阻燃作用，符合绿色化学要求，但其存在阻燃效率低、抑烟性能差等缺陷，严重制约了其应用。

因此在原有基础上对阻燃剂进行改性，在最大程度上提高其阻燃效率和抑烟性能，成为无卤阻燃剂未来发展所要着重研究的方向。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种改性三聚氰胺植酸盐阻燃剂及其制备方法和应用。

本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种改性三聚氰胺植酸盐阻燃剂，其外观为纳米粒子，微观结构为含有金属盐的层状三聚氰胺植酸盐，所述金属盐复合在所述三聚氰胺植酸盐内部。

本发明将三聚氰胺植酸盐复合金属盐改性后，由于其特殊的结构，可以在高聚物燃烧过程中起到片层阻隔作用，从而阻隔质量和热量传递，延迟热解气体和外界交换，而且对毒性气体具有较强的选择性和催化活性，在高聚物燃烧过程中有效抑烟减毒。该纳米阻燃剂添加到聚合物基体中，分散性良好，且用量较少的情况下即可达到较好的阻燃抑烟效果。

优选地，所述三聚氰胺植酸盐与所述金属盐的质量比为5～50：1。

优选地，所述金属盐中的金属为镁、钙、锶、钡、铝、锡、铈、过渡金属中的一种或多种。

进一步优选地，所述金属盐中的金属为铜、铁、钛。

本发明还提供上述改性三聚氰胺植酸盐阻燃剂的制备方法。

本发明提供的制备方法包括：将三聚氰胺和含金属的化合物分散于水中，于50～95℃下添加植酸进行反应，反应后调节溶液pH为6.5～7.5，再依次经过滤、洗涤、干燥和粉碎。其中含金属的化合物指能够反应生成相应金属盐的化合物。

采用本发明的制备方法可以简单可控地获得上述改性三聚氰胺植酸盐阻燃剂，且收率较高。

优选地，所述含金属的化合物为金属氧化物或金属氢氧化物。具体地，金属氧化物可以为氧化铝水合物、氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化钙、氧化铈、三氧化二铁、四氧化三铁、二氧化钛、氧化钡、氧化锶、氧化锇、四氧化锇中的一种或多种；氢氧化物可以为氢氧化铝、氢氧化锌、氢氧化铈、氢氧化铁、氢氧化钙、氢氧化锶、氢氧化铜、氢氧化钛、氢氧化锡中的一种或多种。

优选地，所述植酸与所述三聚氰胺的摩尔比为1:0.5～1。

优选地，所述植酸与所述含金属的化合物的摩尔比为1:0.01～0.2。