一種複合磷氮系阻燃劑的製作方法
2023-06-08 21:07:06
一種複合磷氮系阻燃劑的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種複合氮磷系阻燃劑，其特徵在於該阻燃劑各組分的質量百分數為：40%～50%聚磷酸銨；20%～30%三聚氰胺；0.15%～0.5%三聚磷酸鈉；0.35%～1%TJQH螯合分散劑A-1；18%～35%納米級氫氧化鎂；所述TJQH螯合分散劑A-1為天津市輕化工業研究院的市售產品。本發明的阻燃劑能有效降低煙霧和毒性。具有效果好、成本低、加工工藝簡單、投資省等特點，有較好的應用前景。
【專利說明】一種複合磷氮系阻燃劑
【技術領域】
[0001]本發明涉及高分子化合物的組合物，具體是一種複合磷氮系阻燃劑。
【背景技術】
[0002]阻燃劑又稱難燃劑，耐火劑或防火劑:賦予易燃聚合物難燃性的功能性助劑；依應用方式分為添加型阻燃劑和反應型阻燃劑。根據組成，添加型阻燃劑主要包括無機阻燃劑、滷系阻燃劑(有機氯化物和有機溴化物)、磷系阻燃劑(赤磷、磷酸酯及滷代磷酸酯等)和氮系阻燃劑等。
[0003]磷系列阻燃劑中紅磷的阻燃效果最好、阻燃效率也最高、因為紅磷理論來說是完全的磷單質，磷含量可達100%，雖然包覆後磷含量有所下降，但是還是遠遠高於其它磷的化合物，加之包覆後的紅磷吸潮性和加工熱穩定性與存儲、運輸上的更加便利，所以紅磷目前成為磷系列阻燃劑中才熱塑性材料中使用最為廣泛的，但是其弱點首先表現在顏色必須為紅色或者配合黑色，這個就極大的限制了其在很多材料中的應用，另外，紅磷雖然經過包覆，但是限於工藝和原料的種種原因，在使用過程中還是可能會不可避免的引發「火災」，更為嚴重的是紅磷的加工特性比較差，與樹脂的相容性也不太好、加工製作的材料力學性能很差，再加之生產過程中的「惡臭」的味道使得其很難在高檔材料中得以推廣。
[0004]磷系阻燃劑中另外一個應用較多的阻燃劑一APP，聚磷酸銨。聚磷酸銨雖然磷含量也很高，而且呈現為白色，原理上可以為塑料等材料的上佳阻燃劑，可惜的是目前市售的APP包括高聚合度的也沒有完全克服其容易吸潮、不耐高溫的頑疾，雖然很多人採用了諸如包覆技術等方法對其改性後應用作為膨脹型阻燃劑的一些成分，但是可惜的是即使應用在聚烯烴等加工溫度比較低，工藝比較簡單的材料中，也常常會在材料的可回收和耐候性上面出問題，所以其應用並不是很廣泛。
[0005]磷系列阻燃劑中還有包括磷酸酯等即阻燃又增塑的阻燃劑，不過這類阻燃劑主要的應用對象是PVC等加工溫度很低的材料，因為一般的磷酸酯系列磷阻燃劑耐高溫特性很差，常溫下為液體，添加不方便還容易析出材料表面，甚至有些還會在加工的過程中釋放有毒氣體，基於此，此類阻燃劑很少被應用與工程塑膠等高端阻燃材料中。
[0006]目前市場很熱衷的阻燃劑也許當屬膨脹型無滷阻燃劑，他們最基本的組合包括聚磷酸銨、三聚氰胺、季戊四醇等可以提高碳源、酸源，也可產生膨脹的材料，膨脹型無滷阻燃劑，燃燒煙霧少，一般不產生有毒氣體，加工時也不會腐蝕設備，而且由於膨脹的作用製作的阻燃材料往往不燃燒時往往不產生低落物，這個尤其對於聚烯烴類燃燒容易產生低落物的樹脂非常適用。可以是材料更容易通過UL-94V0阻燃等級。但是遺憾的是在目前製造的膨脹型阻燃劑中很少有像理論想像的那樣，正如上所述，加工困難，不耐遷移、容易析出材料表面，易吸潮、水解，加工過程中容易膨脹和產生氣泡，回收利用困難，耐候性差等等一系列問題都成為困擾其應用的原因。
[0007]無機阻燃劑產品比較成熟，比如:三氧化二銻，氫氧化鎂等，價格有些也相對低廉，像氫氧化鎂、氫氧化鋁等不但價格低廉而且阻燃材料燃燒不產生很多煙霧，釋放物主要為水和二氧化碳等不會對環境造成很大傷害的物質，所以屬於綠色環保型產品，不過，這類阻燃劑致命缺點是阻燃效能低下，需要很高的添加量才可以使得材料阻燃，而且無機阻燃劑有有機物熱塑性樹脂的相容性很差，在樹脂中不容易分散，即使分散，親和力也不好，所以製造的材料往往具有讓人難以接受的力學性能，或是大大的降低了材料的抗衝擊性能，或是材料的柔韌性喪失，種種原因導致了其應用的局限性，因此往往被對材料力學性能要求不高的場合所採用。
[0008]當然，無機阻燃劑中像三氧化二銻、硼酸鋅等也常常被作為阻燃材料應用，但是他們的阻燃功效主要體現在協助其它滷系等阻燃劑的阻燃，自身阻燃功效很低，或者幾乎沒有。
[0009]國外也開發出很多種包括含滷和無滷的環保型阻燃劑，它們很多也對相應材料有著比較高的阻燃效能，並且可以製造出力學性能很好、外觀也很好的阻燃材料，不過也許是因為價格和技術等方面的原因，目前在中國的推廣並不是很好。
[0010]作為性能良好的阻燃劑，一般認為:
有著較高的阻燃效率，可以輕鬆的使得所阻燃的材料達到應有的阻燃等級；
對材料的物理性能影響較小，使用後製造的阻燃材料物理性能不應該發生太大改
變；
與材料的相容性好，能夠在所阻燃的材料中均勻分散，並有著較好的親和力；
加工工藝可行，應用傳統的工藝可以使用；
可以承受的價格，有較高的性價比，制的得阻燃材料成本可以被市場所接受；` 環保，無毒性，無有害物質釋放；
國內阻燃劑的品種和消費量還是以有機阻燃劑為主，無機阻燃劑生產和消費量還較少，但近年來發展勢頭較好，市場潛力較大。阻燃劑中最常用的滷系阻燃劑雖然具有其他阻燃劑系列無可比擬的高效性，但是它對環境和人的危害是不可忽視的。環保問題是助劑開發和應用商關注的焦點，所以國內外一直在調整阻燃劑的產品結構，加大高效環保型阻燃劑的開發。
【發明內容】
[0011]本發明的目的是針對上述問題:提供一種複合氮磷系阻燃劑，具有降低或消除煙霧、毒性的優點。
[0012]解決上述技術問題採用的技術方案:一種複合氮磷系阻燃劑，其組分的質量百分數為:40%-50%聚磷酸銨(APP) ；20%-30%三聚氰胺；0.15%-0.5%三聚磷酸鈉；0.35%-1%TJQH螯合分散劑A-1 ； 18%-35%納米級氫氧化鎂；所述TJQH螯合分散劑A-1為天津市輕化工業研究院的市售產品。
[0013]本發明的優點:本發明的阻燃劑能有效降低煙霧和毒性。適合於紡織品表面塗料及各種材料上，具有效果好、成本低、加工工藝簡單、投資省等特點，有較好的應用前景。
【具體實施方式】
[0014]實施例1:一種複合氮磷系阻燃劑，其組分的質量百分數為:43%APP、25%三聚氰胺、0.4%三聚磷酸鈉、0.5%TJQH螯合分散劑A-1、30%納米氫氧化鎂。[0015]實施例2: —種複合氮磷系阻燃劑，其組分的質量百分數為:45%APP、22%三聚氰胺、0.25%三聚磷酸鈉、0.35%TJQH螯合分散劑A-1、28%納米氫氧化鎂。
[0016]實施例3: —種複合氮磷系阻燃劑，其組分的質量百分數為:43%APP、27%三聚氰胺、0.45%三聚磷酸鈉、0.75%TJQH螯合分散劑A-1、32%納米氫氧化鎂。
【權利要求】
1.一種複合氮磷系阻燃劑，其特徵在於該阻燃劑各組分的質量百分數為:40%-50%聚磷酸銨；20%-30%三聚氰胺；0.15%-0.5%三聚磷酸鈉；0.35%-1%TJQH螯合分散劑A-1 ；18%-35%納米級氫氧化鎂；所述TJQH螯合分散劑A-1為天津市輕化工業研究院的市售產品
【文檔編號】C08K3/32GK103450503SQ201310380494
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年8月28日 優先權日:2013年8月28日
【發明者】何浩明, 宋錫高, 王晗 申請人:甕福（集團）有限責任公司