[发明专利]一种含硅聚磷酸铵的制备方法

说明书

本发明提供了一种含硅聚磷酸铵的制备方法：通过在聚磷酸铵骨架引入有机硅和含铁络合物离子液，生成的含硅聚磷酸铵阻燃剂的阻燃性得到提高。

技术领域

本发明涉及一种聚磷酸铵阻燃剂的制备方法，尤其是一种含硅聚磷酸铵的制备方法。

背景技术

加入聚磷酸铵的聚合物燃烧时会在聚合物表面形成一层均匀的泡沫炭层，减少聚合物表面热量，抑制聚合热分解，起到隔热、隔氧、防止熔滴产生的作用，降低了聚合物火灾的危险性。但是由于自身化学结构的特点，聚磷酸铵作为阻燃添加剂也存在很多的缺陷。例如： 吸湿性强，各成分之间易发生醇解，导致聚合物抗水性下降；相对分子量较低，聚合物的热稳定性差，抗迁移性差，阻燃剂的物理机械性能降低；与聚合物的相容性差，使聚合物的力学性能、电性能和绝缘性能下降，这些因素影响了阻燃剂的阻燃性能，因此需要对聚磷酸铵进行改性处理。

CN104479172A公开一种聚磷酸铵的制备方法。本发明的目的是为了解决目前改性后的聚磷酸铵作为阻燃剂易水解，导致阻燃性能降低和阻燃剂在材料中易析出的技术问题。本发明的方法：一、将聚磷酸铵加热；二、在聚磷酸铵表面包覆含氟硅油。本发明制备的表面包覆含氟硅油的聚磷酸铵憎水性明显提高，与材料相容性和绝缘性也明显提高。

CN103709445B公开了一种耐水性优良的密胺树脂包覆聚磷酸铵制备方法，涉及磷酸盐精细化工制备领域，方法如下﹕将聚磷酸铵加入醇与活性剂混合的前处理溶液中，反应得前处理APP；在密胺树脂溶液中加入调理剂反应得包覆处理液；将前处理APP与包覆处理液混合，再加入引发剂，反应得反应液，将反应液分离得湿物料，再干燥，即得。

CN101235221A涉及化工领域阻燃剂技术。本发明针对现有聚磷酸铵阻燃剂存在水中溶解度偏高、应用于阻燃塑料力学性能严重损失的问题，提供一种具有显著降低聚磷酸铵水溶性、提高聚磷酸铵膨胀阻燃高分子材料的相容性及阻燃效率的表面有机改性技术。本发明分两步进行：(1)将氨基硅烷偶联剂与去离子水按重量比例混合水解；(2)采用水解氨基硅烷偶联剂对聚磷酸铵(Ⅱ型)进行表面有机化改性处理。使得Ⅱ型聚磷酸铵的水中溶解度由1.101g/100mL H₂O降到了0.434g/100mL H₂O；将该改性聚磷酸铵应用于膨胀阻燃聚丙烯，断裂伸长率和拉伸强度分别提高了39.4％和8.0％。

当前，国内外降低聚磷酸铵水中溶解度的方法主要有表面树脂微胶囊化和表面活性剂改性处理两类途径。以及使用偶联剂直接处理，但是目前改性后的聚磷酸铵作为阻燃剂易水解，导致阻燃性能降低和阻燃剂在材料中易析出。

发明内容

本发明目的在于解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种含硅聚磷酸铵的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种含硅聚磷酸铵的制备方法，其特征在于制备步骤包括：

（1）含铁络合物离子液组份的制备

按重量份，在反应釜中加入100份双(五甲基环戊二烯基)铁，0.05-0.5份八乙基卟啉 ，0.05-0.5份四甲基胍硫酸氢盐，在0-20℃混合1-5h，得到含铁络合物离子液组份；

（2）聚合反应

按重量份，在反应釜中加入100份聚磷酸铵和5-15份含铁络合物离子液组份，10-30份乙烯基硅烷偶联剂，500-1000份N，N-二甲基甲酰胺，0.5-2份偶氮二异庚腈,温度80～120℃，反应5-15h，过滤、烘干，粉碎，既得到有机硅包覆聚磷酸铵阻燃剂。

所述乙烯基硅烷偶联剂，包括乙烯基三乙氧基硅烷，乙烯基三甲氧基硅烷，乙烯基三-(2-甲氧乙氧基)-硅烷等，均为市售产品。

双(五甲基环戊二烯基)铁，八乙基卟啉，四甲基胍硫酸氢盐均为市售产品。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：