一种膨胀型阻燃剂的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种阻燃剂的制备方法，特别涉及一种膨胀型阻燃剂的制备方法。 技术背景
[0002] 三位一体膨胀型阻燃剂是一类通过化学反应集酸源、碳源和气源组分于一体的一 类阻燃剂。这类阻燃剂可有效改善复合型阻燃剂相容性差、难分散、易迀移等问题，具有热 分解温度适中、抗表面迀移能力强、阻燃效率高等优点，是阻燃剂研究和开发的热门领域， 具有十分广阔的发展前景。
[0003] 茶皂素又名茶皂甙，是由茶树种子中提取出来的一类醣甙化合物，是一种性能良 好的天然表面活性剂，它可广泛应用于轻工、化工、农药、饲料、养殖、纺织、采油、采矿、建材 与高速公路建设等领域，制造乳化剂、洗洁剂、农药助剂、饲料添加剂、蟹虾养殖保护剂、纺 织助剂、油田泡沫剂、采矿浮选剂以及加气混凝土稳泡剂与混凝土外加剂一一防冻剂等，也 可以作为发泡剂。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在提供一种膨胀型阻燃剂的制备方法，所要解决的技术问题是通过四羟 甲基硫酸磷与环氧氯丙烷反应，提高阻燃剂中磷的含量，提高阻燃剂的阻燃效率；同时采用 多元醇对所得产物进行改性，增加膨胀型阻燃剂的成炭性；再采用酸酐对产物进行改性，并 选择茶皂素对合成产物改性，并在有机金属化合物作用下络合，提高了产物的稳定性。
[0005] 本发明采用了以下技术方案： 1. 一种膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于： (1) 将四羟甲基硫酸磷37. 5g、环氧氯丙烷29. 5g加入到反应体系中，搅拌升温到70°C， 保温搅拌反应2h，使其充分反应，得产物A; (2) 向产物A体系中加入季戊四醇40. 8g，搅拌反应2h，反应体系温度为75°C，得产物 B； (3) 向产物B体系加入顺丁烯二酸酐29. 5g、茶皂素12g和三乙磷酸铝4. 3g，搅拌反应 2h，反应体系温度为80°C，加入二乙烯三胺五乙酸五钠2g和钼酸钠lg，70°C下反应lh，得透 明液体C，即为膨胀型阻燃剂。
[0006] 2. -种膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于： (1) 将四羟甲基硫酸磷37. 2g、环氧氯丙烷58. 8g加入到反应体系中，搅拌升温到65 °C， 保温搅拌反应3h，使其充分反应，得产物A; (2) 向产物A体系中加入双三羟甲基丙烷55. 2g，搅拌反应4h，反应体系温度为120°C， 得产物B; (3) 向产物B体系加入顺丁烯二酸酐88. 2g、茶皂素12g和二茂基氯氢化锆4. 3g，搅拌 反应5h，反应体系温度为120°C，加入海藻酸钠2g和钼酸铵1. 4g，70°C下反应lh，得透明液 体C，即为膨胀型阻燃剂。
[0007] 3. -种膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于： (1) 将四羟甲基硫酸磷37. 2g、环氧氯丙烷42. 6g加入到反应体系中，搅拌升温到 100°C，保温搅拌反应5h，使其充分反应，得产物A; (2) 向产物A体系中加入三羟甲基丙烷80. 4g，搅拌反应2h，反应体系温度为100°C，得 产物B; (3) 向产物B体系加入乙酸酐91. 8g、茶皂素12g和铬酸双（三苯甲基硅烷基）酯4. 3g， 搅拌反应4h，反应体系温度为90°C，加入乙二胺四甲叉膦酸钠2g和乙酰丙酮钼1. 5g，70°C 下反应lh，得无色透明液体C，即为膨胀型阻燃剂。
[0008] 4. -种膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于： 1)将32g五氧化二磷与丙酮22g，常温搅拌60min，得五氧化二磷的分散液； (2) 将四羟甲基硫酸磷38. 2g、六氯环三磷腈45. 6g加入到（1)中所得五氧化二磷的分 散液中，搅拌升温到90°C，保温搅拌反应5h，使其充分反应，得产物A; (3) 向产物A体系中加入三羟甲基丙烷82. 4g，100°C搅拌反应2h，得产物B; (4) 向产物B体系加入乙酸酐91. 8g、六氯环三磷腈8g、茶皂素12g、铬酸双（三苯甲基 硅烷基）酯4. 3g和三苯膦碘化铜2. 2g，搅拌反应4h，反应体系温度为90°C，加入乙二胺四 甲叉膦酸钠2g，70°C下反应lh，得无色透明液体C，即为膨胀型阻燃剂。
[0009] 本发明的积极效果在于： (1) 茶皂素均有良好的膨胀性，茶皂素来自于市场的工业级别，购买于安徽映山红生物 科技有限公司； (2) 三乙磷酸铝和二乙烯三胺五乙酸五钠作为配伍良好的络合剂，使产物的结合性 好； (3) 二茂基氯氢化锆、海藻酸钠作为配伍良好的络合剂，使产物的结合性好； (4) 钼酸钠、钼酸铵、乙酰丙酮钼和三苯膦碘化铜抑制烟雾，发挥阻燃效应。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合实施例进一步说明本发明 实施例一 (1) 将四羟甲基硫酸磷37. 5g、环氧氯丙烷29. 5g加入到反应体系中，搅拌升温到70°C 保温搅拌反应2h，使其充分反应，得产物A; (2) 向产物A体系中加入季戊四醇40. 8g，75°C搅拌反应2h，得产物B; (3) 向产物B体系加入顺丁烯二酸酐29. 5g、茶皂素12g和三乙磷酸铝4. 3g，搅拌反应 2h，反应体系温度为80°C，加入二乙烯三胺五乙酸五钠2g和钼酸钠lg，70°C下反应lh，得透 明液体C，即为膨胀型阻燃剂。
[0011] 实施例二 (1) 将四羟甲基硫酸磷37. 2g、环氧氯丙烷58. 8g加入到反应体系中，搅拌升温到65°C 保温搅拌反应3h，使其充分反应，得产物A; (2) 向产物A体系中加入双三羟甲基丙烷55. 2g，120°C搅拌反应4h，得产物B; (3) 向产物B体系加入顺丁烯二酸酐88. 2g、茶皂素12g和二茂基氯氢化锆4. 3g，搅拌 反应5h，反应体系温度为120°C，加入海藻酸钠2g和钼酸铵1. 4g，70°C下反应lh，得透明液 体C，即为膨胀型阻燃剂。
[0012] 实施例三 (1) 将四羟甲基硫酸磷37. 2g、环氧氯丙烷42. 6g加入到反应体系中，搅拌升温到 100°C，保温搅拌反应5h，使其充分反应，得产物A; (2) 向产物A体系中加入三羟甲基丙烷80. 4g，100°C搅拌反应2h，得产物B; (3) 向产物B体系加入乙酸酐91. 8g、茶皂素12g和铬酸双（三苯甲基硅烷基）酯4. 3g， 搅拌反应4h，反应体系温度为90°C，加入乙二胺四甲叉膦酸钠2g和乙酰丙酮钼1. 5g，70°C 下反应lh，得无色透明液体C，即为膨胀型阻燃剂。
[0013] 实施例四 (1) 将32g五氧化二磷与丙酮22g，常温搅拌60min，得五氧化二磷的分散液； (2) 将四羟甲基硫酸磷38. 2g、六氯环三磷腈45. 6g加入到（1)中所得五氧化二磷的分 散液中，搅拌升温到90°C，保温搅拌反应5h，使其充分反应，得产物A; (3) 向产物A体系中加入三羟甲基丙烷82. 4g，100°C搅拌反应2h，得产物B; (4) 向产物B体系加入乙酸酐91. 8g、六氯环三磷腈8g、茶皂素12g、铬酸双（三苯甲基 硅烷基）酯4. 3g和三苯膦碘化铜2. 2g，搅拌反应4h，反应体系温度为90°C，加入乙二胺四 甲叉膦酸钠2g，70°C下反应lh，得无色透明液体C，即为膨胀型阻燃剂。
[0014] 表一是本发明实施例一到实施例三所制备的膨胀型阻燃剂性能指标。其膨胀性通 过剩炭率、膨胀率衡量。剩炭率和膨胀率的检测方法依据本领域通用方法(王全杰，段宝荣， 魏蓬勃等，一种笼状膨胀型磷酸盐的合成[J].化工新型材料，2007,35 (2):30-32)。
[0015] 表一现有文献中膨胀阻燃剂本发明膨胀阻燃剂
表中现有文献中膨胀阻燃剂是指五氧化二磷-季戊四醇-三聚氰酰胺聚合物阻燃 剂，对该阻燃剂的描述见胡汉芳，马志领，刘新玉等，膨胀型阻燃剂五氧化二磷_季戊四 醇-三聚氰酰胺聚合物在防火涂料中的应用[J].河北大学学报，2004,24 (4):369-373。
[0016] 从表一可知，本发明所制备的膨胀型阻燃剂较现有文献中膨胀阻燃剂具有更高的 剩炭率和膨胀率指标。
【主权项】
1. 一种膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于： (1) 将四羟甲基硫酸磷37. 5g、环氧氯丙烷29. 5g加入到反应体系中，搅拌升温到70°C， 保温搅拌反应2h，使其充分反应，得产物A ; (2) 向产物A体系中加入季戊四醇40. 8g，搅拌反应2h，反应体系温度为75°C，得产物 B ； (3) 向产物B体系加入顺丁烯二酸酐29. 5g、茶皂素12g和三乙磷酸铝4. 3g，搅拌反应 2h，反应体系温度为80°C，加入二乙烯三胺五乙酸五钠2g和钼酸钠lg，70°C下反应lh，得透 明液体C，即为膨胀型阻燃剂。2. -种膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于： (1) 将四羟甲基硫酸磷37. 2g、环氧氯丙烷58. Sg加入到反应体系中，搅拌升温到65 °C， 保温搅拌反应3h，使其充分反应，得产物A ; (2) 向产物A体系中加入双三羟甲基丙烷55. 2g，搅拌反应4h，反应体系温度为120°C， 得产物B ; (3) 向产物B体系加入顺丁烯二酸酐88. 2g、茶皂素12g和二茂基氯氢化锆4. 3g，搅拌 反应5h，反应体系温度为120°C，加入海藻酸钠2g和钼酸铵I. 4g，70°C下反应lh，得透明液 体C，即为膨胀型阻燃剂。3. -种膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于： (1) 将四羟甲基硫酸磷37. 2g、环氧氯丙烷42. 6g加入到反应体系中，搅拌升温到 100°C，保温搅拌反应5h，使其充分反应，得产物A ; (2) 向产物A体系中加入三羟甲基丙烷80. 4g，搅拌反应2h，反应体系温度为100°C，得 产物B ; (3) 向产物B体系加入乙酸酐91. 8g、茶皂素12g和铬酸双（三苯甲基硅烷基）酯4. 3g， 搅拌反应4h，反应体系温度为90°C，加入乙二胺四甲叉膦酸钠2g和乙酰丙酮钼I. 5g，70°C 下反应lh，得无色透明液体C，即为膨胀型阻燃剂。4. 一种膨胀型阻燃剂的制备方法，其特征在于： (1) 将32g五氧化二磷与丙酮22g，常温搅拌60min，得五氧化二磷的分散液； (2) 将四羟甲基硫酸磷38. 2g、六氯环三磷腈45. 6g加入到反应体系中，搅拌升温到 90 °C，保温搅拌反应5h，使其充分反应，得产物A ; (3) 向产物A体系中加入三羟甲基丙烷82. 4g，100°C搅拌反应2h，得产物B ; (4) 向产物B体系加入乙酸酐91. 8g、六氯环三磷腈8g、茶皂素12g、铬酸双（三苯甲基 硅烷基）酯4. 3g和三苯膦碘化铜2. 2g，搅拌反应4h，反应体系温度为90°C，加入乙二胺四 甲叉膦酸钠2g，70°C下反应lh，得无色透明液体C，即为膨胀型阻燃剂。
【专利摘要】本发明公开了膨胀型阻燃剂的制备方法，将羟甲基硫酸磷、环氧氯丙烷加入到反应体系中，搅拌升温到70℃，保温搅拌反应2h，使其充分反应，得产物A；向产物A体系中加入多元醇，搅拌反应，得产物B；向产物B体系加入酸酐、茶皂素，搅拌反应2h，即为膨胀型阻燃剂，所得阻燃剂可用于纺织、合成革、天然皮革、造纸等领域。
【IPC分类】C09K21/12
【公开号】CN105112074
【申请号】CN201510609689
【发明人】吉婉丽
【申请人】浙江工业职业技术学院(浙江工业高级技术学校)
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年9月23日