阻燃剂聚合型mpp化合物及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种阻燃剂聚合型MPP化合物及其制备方法，该化合物的结构如下式所示：式中n=1-30的整数。制备方法为：一定摩尔比的多聚甲醛或甲醛溶液与三聚氰胺反应，用25％氨水和10％甲酸调节反应体系的pH，生成中间体三聚氰胺甲醛树脂溶液。在另一反应器中加入一定摩尔的聚磷酸和水，搅拌升温至60℃-90℃，加入适量的防凝结粘釜剂，将合成的中间体三聚氰胺甲醛树脂溶液在2h内滴加到聚磷酸水溶液中，加完后，保温反应5-9h，待溶液粘度不再增加为反应终点。经纯化处理得白色粉末状固体聚合型MPP三聚氰胺甲醛树脂聚磷酸盐。本发明化合物是氮-磷协同阻燃剂，可用作聚酯、聚酰胺、聚烯烃、环氧树脂、不饱和树脂、聚乙烯醇和涂料等的阻燃剂。
【专利说明】阻燃剂聚合型MPP化合物及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种阻燃剂聚合型MPP化合物及其制备方法，具体涉及三聚氰胺甲醛树脂聚磷酸盐化合物及其制备方法，该化合物是氮-磷协同阻燃剂，可用作聚酯、聚酰胺、聚烯烃、环氧树脂、不饱和树脂、聚乙烯醇和涂料等的阻燃剂。
【背景技术】
[0002]随着工程塑料的广泛应用和快速发展，对材料的性能提出了更高的要求，在保持高力学性能的前提下，阻燃性能、电器性能也有了更高的要求，所以在工程塑料阻燃改性研究中对综合性能的全面评价越来越受到人们的重视。工程塑料常用的阻燃剂主要有卤系阻燃剂、磷氮系阻燃剂、无机阻燃剂。其中卤系阻燃剂添加量小，阻燃效率高，但燃烧时会产生有毒烟气。无机阻燃剂热稳定性好、不挥发、无毒，但添加量大，会降低材料的力学性能。为了克服上述不足，因而开发综合性价比高的无卤阻燃剂是材料阻燃改性的发展方向之一。
[0003]当前三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)是阻燃效果较好，应用较为广泛的磷氮协同阻燃剂，但由于其是单体分子三聚氰胺的盐，表现有高温时三聚氰胺易升华逸出，极性大易吸水，加工性能及力学性能差等不足，因而对三聚氰胺聚磷酸盐的改性以克服其不足具有市场急需性。
[0004]本发明是对三聚氰胺进行了接枝聚合改性，生成三聚氰胺甲醛树脂，其再与聚磷酸反应生成盐，即三聚氰胺甲醛树脂聚磷酸盐(聚合型MPP)。其在高分子材料中分散性好，阻燃效果和机械性能与市售MPP相比都有明显的提高，能克服其不足。因此聚合型MPP有较好的应用开发前景。
【发明内容】
[0005]本发明的目的之一在于提出一种阻燃剂三聚氰胺甲醛树脂聚磷酸盐化合物，其物化性能稳定，无毒，阻燃效能高，在高分子材料中分散性好，可克服现有技术中的不足。
[0006]为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案:
[0007]—种阻燃剂三聚氰胺甲醛树脂聚磷酸盐，其特征在于，该化合物的结构如下式所示:
[0008]
【权利要求】
1.本发明涉及一种阻燃剂聚合型MPP化合物，其特征在于，该化合物的结构如下式所示:
2.根据权利要求1所述的阻燃剂聚合型MPP的制备方法，其特征在于，该方法为: 三聚氰胺甲醛树脂的制备:在反应器中，加入一定摩尔的多聚甲醛和适量的水，搅拌升温至55°C直到全部溶解，用25%氨水调节反应溶液pH = 8-9，加入一定摩尔的三聚氰胺，升温至75°C，用25%氨水调节保持溶液的pH在8.2-8.5之间，生成羟甲基三聚氰胺，降温至60°C，用10%甲酸溶液调节反应溶液的pH = 6.0-6.5，保温反应40-70min，直到溶液滴在水中有少量白色固体析出，停止反应并滴加25 %氨水调节至pH = 8.0-8.5，得中间体三聚氰胺甲醛树脂溶液； 三聚氰胺甲醛树脂聚磷酸盐的制备:在另一反应器中加入一定摩尔的聚磷酸(分子量以H6P4O13计)和水，搅拌升温至60°C _90°C，加入适量的防凝结粘釜剂，将上述中间体溶液在2h内滴加到聚磷酸溶液中，加完后，保温反应5-9h，待溶液粘度不再增加为反应终点；经纯化处理得白色粉末状固体聚合型MPP三聚氰胺甲醛树脂聚磷酸盐。
3.根据权利要求1所述的阻燃剂聚合型MPP的制备方法，其特征在于，该方法为: 三聚氰胺甲醛树脂的制备:在反应器中，加入一定摩尔的37%甲醛水溶液和适量的水，搅拌升温至55°C，用25 %氨水调节反应溶液pH = 8-9，加入一定摩尔的三聚氰胺，升温至75°C，用25%氨水调节保持溶液的pH在8.2-8.5之间，生成羟甲基三聚氰胺，降温至60°C，用10%甲酸溶液调节反应溶液的pH = 6.0-6.5，保温反应40_70min，直到溶液滴在水中有少量白色固体析出，停止反应并滴加25%氨水调节至pH = 8.0-8.5，得中间体三聚氰胺甲醛树脂溶液； 三聚氰胺甲醛树脂聚磷酸盐的制备:在另一反应器中加入一定摩尔的聚磷酸(分子量以H6P4O13计)和水，搅拌升温至60°C _90°C，加入适量的防凝结粘釜剂，将上述中间体溶液在2h内滴加到聚磷酸溶液中，加完后，保温反应5-9h，待溶液粘度不再增加为反应终点；经纯化处理得白色粉末状固体聚合型MPP三聚氰胺甲醛树脂聚磷酸盐。
4.根据权利要求2所述的阻燃剂聚合型MPP的制备方法，其特征在于:所述的加入一定摩尔的多聚甲醛和适量的水为多聚甲醛的质量(g)数与水的体积(ml)数之比是1: 10 ~1: 20。
5.根据权利要求3所述的阻燃剂聚合型MPP的制备方法，其特征在于:所述的加入一定摩尔的37%甲醛水溶液和适量的水为37%甲醛溶液的质量(g)数与水的体积(ml)数之比是1: 3~1: 6。
6.根据权利要求2所述的阻燃剂聚合型MPP的制备方法，其特征在于:所述的一定摩尔的多聚甲醛、三聚氰胺、多聚磷酸其摩尔比为1.1:1: 0.25~1.8:1: 0.25。
7.根据权利要求3所述的阻燃剂聚合型MPP的制备方法，其特征在于:所述的一定摩尔的37%甲醛水溶液、三聚氰胺、多聚磷酸其摩尔比为1.1:1: 0.25~1.8:1: 0.25。
8.根据权利要求2和3所述的阻燃剂聚合型MPP的制备方法，其特征在于:所述的适量的防凝结粘釜剂为:氯苯、二氯苯或四氯乙烷，其用量为反应体系中水体积量的2%~5%。
9.根据权利要求2和3所述阻燃剂聚合型MPP的制备方法，其特征在于:所述的经纯化处理为将反应液趁热进行抽滤，再用与产品质量等量的80°C热水重复洗涤三次，抽干，180°C真空干燥2h，得白色粉末状固体产品。
【文档编号】C08G12/40GK103897129SQ201410158224
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年4月21日 优先权日:2014年4月21日
【发明者】王彦林, 郑剑波, 周娟 申请人:苏州科技学院相城研究院