[发明专利]一种含二氨基三嗪的阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种含二氨基三嗪的阻燃剂及其制备方法，将含氰基聚合物与双氰胺在非水溶剂中经氯化物催化反应制得的含二氨基三嗪的聚合物与氰尿酸或三聚硫氰酸反应得到含二氨基三嗪的阻燃剂，含氰基聚合物的结构式如下：式中，R₁和R₂相同或不同，为其中x、y、m、z、f和k均为大于等于0的整数；双氰胺的结构式如下：最终制得的阻燃剂的结构式如下：式中，p为大于等于10的整数，q为大于等于p的整数，p+q＝n，R₁和R₂同含氰基聚合物中的R₁和R₂，A为‑O‑或‑S‑。本发明方法简便，合成原料易得，最终制得的含二氨基三嗪的阻燃剂具有热稳定性高、阻燃效率高及与聚合物的相容性好等优点，应用领域广泛。

技术领域

本发明属于阻燃材料领域，涉及一种含二氨基三嗪的阻燃剂及其制备方法。

背景技术

近年来，高分子材料由于具有综合性能优异和加工成型方便等特点，而被广泛的应用于国民经济和人们日常生活的各个领域中。然而绝大多数高分子材料容易燃烧，并且在燃烧的过程会伴随着有毒有害气体的生成，因此存在严重的火灾隐患，在此环境下，对高分子材料进行阻燃改性显得尤为重要。目前阻燃高分子材料主要为添加溴系阻燃剂，该类型阻燃剂虽然添加量少也能保证高效的阻燃效果，但是在遇火燃烧时会产生有毒和有腐蚀性的浓烟，对环境和人体的健康会造成较大的危害。因此，自20世纪80年代以来，各国加大了对无卤阻燃剂的开发，其中无卤膨胀型阻燃剂就是解决的对策之一。无卤素膨胀阻燃剂包含有酸源(催化成炭作用)、气源(发泡)和碳源(成炭)三个要素，在高温时，膨胀型阻燃剂会在高分子材料表面形成致密的发泡膨胀炭层，可以隔绝氧气和热量，并且生烟量少，不产生有毒有害气体，阻燃效果良好，因此这种类型的阻燃剂受到越来越广泛的关注。

三聚氰胺可以看成是三嗪环上还有一个氨基的含二氨基三嗪的聚合物，三聚氰胺及其盐可作为阻燃材料。三聚氰胺盐阻燃剂主要有三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺焦磷酸、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺硼酸盐、三聚氰胺邻苯二甲酸盐、三聚氰胺草酸盐、三聚氰胺氢溴酸盐和三聚氰胺次磷酸盐等，这些三聚氰胺的衍生物分别适用于不同聚合物的阻燃改性，阻燃效果也会存在差异。由于三聚氰胺及其盐类阻燃剂与传统的卤系阻燃剂相比，具有烟密度低、毒性低、腐蚀性小、着色能力好和电性能优越等特性，以及符合环保要求，价格适宜等一系列的优点，其在阻燃领域的应用日益增多。但该类阻燃剂在聚合物中的分散性不好，会导致阻燃材料的阻燃性能或力学性能等下降，而且大多数盐类都会具有一定的水溶性和吸湿性，尤其是随着温度的升高，其溶解度会逐步增大。例如三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)是目前用量最大的三聚氰胺盐阻燃剂，但它存在分散性不好以及在阻燃尼龙或聚烯烃中的阻燃效率不稳定等问题；而三聚氰胺磷酸盐(MP)不但溶解度较大(0.54克/100克水)，而且对尼龙等聚合物的阻燃效率低。因此，还需进一步开发新型高效的三聚氰胺类阻燃剂，以解决三聚氰胺类阻燃剂阻燃效率低、水溶性高容易析出及与聚合物相容性差等问题。

除了三聚氰胺以外，有关含有二氨基三嗪基团的化合物作为阻燃剂的报道很少。申请号为201110194940.5的专利报道了以苯代三聚氰胺羧乙基苯基次膦酸缩合物为原料与其它协效阻燃剂复配的组合物作为阻燃剂，苯代三聚氰胺可以看成是三嗪环上有一个苯基的含二氨基三嗪的聚合物。但由于苯代三聚氰胺与羧乙基苯基次膦酸发生缩合反应后，其分子链上的酰亚胺基和磷酰亚胺基的发泡作用会明显降低，所以该阻燃剂在无卤素阻燃体系中主要发挥成炭作用，阻燃效率低。

文献1(三嗪阻燃剂的合成及阻燃ABS研究.中国塑料,2004,11(18):81-84)和文献2(苯氧基三嗪聚合物的合成、性能及膨胀阻燃ABS的研究.化学与粘合,2008,30(5):42-45)报道了氨基三嗪衍生物作为成炭剂用于膨胀阻燃体系，但由于三嗪环上只有亚氨基(-NH-)，因此该成炭剂没有膨胀阻燃体系中所需的气源，所以这类成炭剂需要与酸源和气源同时复配使用才能具有良好的阻燃效果，例如比较典型的阻燃配方就是该成炭剂与聚磷酸铵(APP)复配使用，用于聚乙烯、聚丙烯和ABS等阻燃。