专利名称：一种磷-氮无卤阻燃剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及阻燃剂技术领域，具体涉及一种磷-氮无卤阻燃剂及其制备方法。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，人们对材料的要求具有阻燃性能同时，绿色环保问题也被提上议程。卤系阻燃产品是否安全存在较大争议，因此环保型无卤阻燃剂成为阻燃剂研究与开发的热点。磷-氮系无卤阻燃剂是现代发展极快的一类环保型阻燃剂。其中聚磷酸三聚氰胺类无卤阻燃剂是目前比较成熟的一类产品。但传统工艺生产的聚磷酸三聚氰胺具有热稳定性低，酸度高等缺点，应用到被阻燃高聚物时对材料的性能有影响。虽然人们一直在寻求改进聚磷酸三聚氰胺性能的方法，例如专利CN1733778A公开了一种通过加入金属离子进行改性的聚磷酸三聚氰胺盐，但引入的金属离子会对阻燃材料性能产生影响同时还造成操作复杂、成本增加等新问题；其它方法包括使用焦磷酸与三聚氰胺反应等制备的聚磷酸三聚氰胺，均没有从根本上解决聚磷酸三聚氰胺酸度高的问题。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种热稳定性好、水溶性低、耐候性好、酸度低的磷-氮无卤阻燃剂。本发明所要解决的第二个技术问题是针对现有技术存在的不足，提供一种热稳定性好、水溶性低、耐候性好、酸度低的磷-氮无卤阻燃剂的制备方法。为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是—种磷-氮无卤阻燃剂，具有如下化学结构式
权利要求
1.一种磷-氮无卤阻燃剂，其特征在于具有如下化学结构式
2.如权利要求1所述的磷-氮无卤阻燃剂，其特征在于所述无卤阻燃剂在20°C的饱和水溶液PH值彡5。
3.如权利要求1或2所述的磷-氮无卤阻燃剂，其特征在于所述n= 30 70、m = 5 50。
4.制备如权利要求3所述的磷-氮无卤阻燃剂的方法，其特征在于包括以下步骤(1)在20°C 80°C，将三聚氰胺、蜜白胺或蜜勒胺和尿素的混合水溶液均勻滴加到磷酸水溶液中，所述磷酸与三聚氰胺、蜜白胺或蜜勒胺，磷酸与尿素的反应摩尔比分别为 1 0.5 4和1 0.1 1，且三聚氰胺、蜜白胺或蜜勒胺和尿素的总摩尔数与磷酸的摩尔比为0.8 4.1 1，将反应产物在50°C 150°C干燥6 30小时，得到三聚氰胺、蜜白胺或蜜勒胺的磷酸盐和磷酸脲单体的混合物；(2)将步骤(1)得到的混合物干燥后粉碎，在150°C 230°C进行预聚合，预聚合时间为2 8小时，将预聚合产物与三聚氰胺、蜜白胺或蜜勒胺按1 0.01 0.3的质量比，在 250°C 380°C进行二次聚合，二次聚合时间5 20小时，得到产品磷-氮无卤阻燃剂。
5.如权利要求4所述的磷-氮无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于所述三聚氰胺、蜜白胺或蜜勒胺和尿素的混合水溶液滴加到磷酸水溶液中的滴加时间为1 10小时，滴加完毕后继续反应1 3小时。
6.如权利要求5所述的磷-氮无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于所述三聚氰胺、蜜白胺或蜜勒胺和尿素的混合水溶液滴加到磷酸水溶液中的滴加时间为2 4小时。
7.如权利要求4所述的磷-氮无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于步骤⑴中，将反应产物经洗涤、过滤后再进行干燥。
8.如权利要求4所述的磷-氮无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于所述步骤(1)的反应温度为30°C 50°C，所述磷酸与三聚氰胺、蜜白胺或蜜勒胺，磷酸与尿素的反应摩尔比分别为1 0. 8 1. 6和1 0. 1 0. 65 ；所述反应产物的干燥温度为110°C 140°C， 干燥时间为7 9小时。
9.如权利要求4所述的磷-氮无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于所述步骤O)中， 预聚合温度为200°C 220°C，预聚合时间为2 3小时；二次聚合时的预聚合产物与三聚氰胺、蜜白胺或蜜勒胺的质量比为1 0.01 0.03，二次聚合温度为280°C 320°C，二次聚合时间为7 9小时。
10.如权利要求4至9所述的任一种磷-氮无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于所述磷酸水溶液中磷酸与水的质量比为1 0. 5 2，浓磷酸浓度为85wt% ；三聚氰胺、蜜白胺或蜜勒胺水溶液中三聚氰胺、蜜白胺或蜜勒胺与水的质量比为1 0. 5 1;尿素水溶液中尿素与水的质量比为1 0.5 2。
全文摘要
本发明公开了一种磷-氮无卤阻燃剂，具有如下化学结构式其制备方法包括(1)将三聚氰胺、蜜白胺或蜜勒胺和尿素的混合水溶液均匀滴加到磷酸水溶液中，所述磷酸与三聚氰胺、磷酸与尿素的反应摩尔比分别为1∶0.5～4和1∶0.1～1，将反应产物干燥得到磷酸三聚氰胺和磷酸脲单体；(2)将磷酸三聚氰胺和磷酸脲单体粉碎后，在150℃～230℃进行预聚合，将预聚合产物与三聚氰胺按1∶0.01～0.3的质量比，在250℃～380℃进行二次聚合，得到产品磷-氮无卤阻燃剂。本发明作为聚磷酸三聚氰胺的良好替代品，其性能远优于聚磷酸三聚氰胺，可应用于电子电器工业的玻纤增强PA66和以PBT为基的聚酯弹性体等多个领域。
文档编号C08G79/04GK102516551SQ201110379710
公开日2012年6月27日 申请日期2011年11月24日 优先权日2011年11月24日
发明者丁忠锋, 冷爱荣, 王海涛, 袁德洪, 陈磊 申请人:寿光卫东化工有限公司