[发明专利]添加型阻燃剂及其制备方法、应用

说明书

本发明涉及一种添加型阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：将3‑羟基苯基磷酰丙酸、氮系阻燃剂以及碱性催化剂混合，在加热条件下反应；所述3‑羟基苯基磷酰丙酸与所述氮系阻燃剂的摩尔比为1:(1～2)；所述氮系阻燃剂为氰尿酸三聚氰胺。上述方法制备得到的添加型阻燃剂同时含有阻燃元素磷和氮，是一种磷氮系阻燃剂，能够将磷系阻燃剂和氮系阻燃剂的优点合二为一，该添加型阻燃剂只需通过一步法即可合成，制备工艺简单，且仅需添加少量的添加型阻燃剂与聚对苯二甲酸乙二醇酯等高分子基质聚合物共混即可获得具有高效阻燃性能的阻燃材料。

技术领域

本发明涉及阻燃材料技术领域，特别是涉及一种添加型阻燃剂及其制备方法、应用。

背景技术

阻燃剂是指能够增加塑料、橡胶、纤维、涂料等各类高分子基质聚合物的耐燃性，提高其氧指数，阻止它们着火或抑制火焰传播的一种功能性助剂。

按照使用方式通常将阻燃剂分为反应型阻燃剂和添加型阻燃剂两类。反应型阻燃剂指会与高分子基质聚合物发生化学反应从而使阻燃分子结合到高聚物的分子链上起到阻燃作用的一类阻燃剂。添加型阻燃剂是指与高分子基质聚合物采用物理共混形式分散在高分子基质聚合物里面从而使高分子基质聚合物具有阻燃性的一类阻燃剂。

反应型阻燃剂具有阻燃性能持久等优点，但是，其与高分子基质聚合物发生化学反应结合的过程可能会对原有高分子基质聚合物的性质产生不良影响。例如，3-羟基苯基磷酰丙酸(CEPPA)由于其结构上具有反应活性很高的羟基和羧基，是一种常见的反应型阻燃剂，传统技术中，通常在阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯合成时将CEPPA作为第三单体加入反应体系中，通过将CEPPA结合到聚对苯二甲酸乙二醇酯分子主链来提高聚对苯二甲酸乙二醇酯材料的阻燃性能，但是，在合成过程中引入第三单体CEPPA后会对高聚物的聚合度和熔点产生较大影响。

相比于反应型阻燃剂，添加型阻燃剂无需改变原有加工设备和工艺条件，只需与其他加工助剂一起与高分子基质聚合物混合即可，操作简单。但是市面上所售的大部分添加型阻燃剂为实现更好的阻燃效果，将添加型阻燃剂与高分子基质聚合物共混时，添加型阻燃剂的添加量一般要达到高分子基质聚合物含量的25％～35％，而且常见的添加型阻燃剂通常由氮系阻燃剂和磷系阻燃剂通过复配的方式使用。目前缺少一种仅需较低添加量即可使高分子基质聚合物具有高效阻燃性能、且制备工艺简单的添加型阻燃剂。

发明内容

基于此，有必要提供一种制备工艺简单的添加型阻燃剂，仅需较低的添加量即可使高分子基质聚合物具有高效阻燃性能。

进一步地，提供一种添加型阻燃剂的制备方法、应用。

本发明一实施方式提供一种添加型阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：

将3-羟基苯基磷酰丙酸、氮系阻燃剂以及碱性催化剂混合，在加热条件下反应；

所述3-羟基苯基磷酰丙酸与所述氮系阻燃剂的摩尔比为1:(1～2)；

所述氮系阻燃剂为氰尿酸三聚氰胺。

在其中一个实施例中，所述碱性催化剂的质量为所述3-羟基苯基磷酰丙酸以及所述氮系阻燃剂的质量之和的1％～2％。

在其中一个实施例中，所述碱性催化剂包括氧化锌、氧化钙、乙醇胺、二乙醇胺以及三乙醇胺中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述碱性催化剂包括乙醇胺、二乙醇胺以及三乙醇胺中的一种或多种。

在其中一个实施例中，加热的温度为60℃～80℃。

本发明一实施例提供一种添加型阻燃剂，包括具有以下所示结构的化合物：

在其中一个实施例中，还包括具有以下所示结构的化合物：