CN102229424B - 聚磷酸铵接枝改性制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无机高分子化合物接枝改性方法，特别是聚磷酸铵接枝改性制备方法。聚磷酸铵接枝改性制备方法，将缩水甘油醚溶于溶剂中，加热到45℃－60℃，在搅拌下加入聚合度大于1000的聚磷酸铵，反应1—2.5小时，降温，静止除去溶剂，烘干，粉碎，既得成品改性聚磷酸铵。本发明是将有机分子与聚磷酸铵进行了接枝反应，克服了目前表面包覆处理方法在加工过程中包覆膜易破损的问题，较好的克服了聚磷酸铵自身的缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种无机高分子化合物接枝改性方法，特别是聚磷酸铵接枝改性制备方法。
技术背景
聚磷酸铵作为涂料、有机材料阻燃的无卤阻燃剂，为新兴的环保型阻燃剂，也是制备膨胀型无卤阻燃剂的主要原料。但由于聚磷酸铵自身易吸湿，且与有机材料相溶性差，易造成有机阻燃材料物化性能下降，严重影响了聚磷酸铵在涂料、有机材料方面的应用和无卤阻燃剂的发展。为了解决聚磷酸铵易吸湿、与有机材料相溶性差的缺陷，目前多采用将聚磷酸铵粉体进行表面处理，包覆有机薄膜的方法，以改变吸湿性和与有机材料相溶性的问题。此种方法虽然对聚磷酸铵吸湿性和与有机材料相溶性有改善，但由于表面包覆膜为非反应型，易在有机材料加工过程中受损破坏，仍然存在耐水性差和阻燃剂在有机材料中迁移的问题。
发明内容
本发明就是通过对聚磷酸铵进行接枝，在聚磷酸铵分子链中接入有机分子基团，以改变聚磷酸铵的吸湿性和与有机材料的相溶性。
本发明提供的技术方案是：
聚磷酸铵接枝改性制备方法，将缩水甘油醚溶于溶剂中，加热到45℃－60℃，在搅拌下加入聚合度大于1000的聚磷酸铵，反应1—2.5小时，降温，静止除去溶剂，烘干，粉碎，既得成品改性聚磷酸铵。
具体的，将28g—40g缩水甘油醚溶于450ml溶剂中，加热到45℃－60℃，在搅拌下加入聚合度大于1000的聚磷酸铵210g，反应1—2.5小时，降温，静止除去溶剂，烘干，粉碎，既得成品改性聚磷酸铵。
具体的，所述溶剂是质量比为20～70∶80～30的二丙酮醇氯仿溶液。
具体的，采用所述方法所得成品改性聚磷酸铵的收率大于等于96%。
聚磷酸铵通过接枝改性后，克服了聚磷酸铵易吸湿与有机材料相溶性差的缺陷，主要是因为在聚磷酸铵分子链中接入了大量有机分子基团，从而提高了聚磷酸铵的疏水性，增强了聚磷酸铵与有机材料的相溶性。聚磷酸铵作为无卤阻燃剂能在有机材料中充分分散，使得阻燃材料物化性能提高。本发明所用的接枝剂还可起到成炭剂的作用。
本发明是将有机分子与聚磷酸铵进行了接枝反应，克服了目前表面包覆处理方法在加工过程中包覆膜易破损的问题，较好的克服了聚磷酸铵自身的缺陷。
本发明所述接枝剂还可起到成炭剂的作用。即所述接枝剂可在阻燃过程中能帮助成炭，从而制备出了能满足无卤阻燃要求的无卤膨胀型阻燃剂。
具体实施方式
实施例1
将38g接枝剂溶于450ml溶剂中，加热到45℃－60℃，在搅拌下加入聚合度大于1000的聚磷酸铵210g，反应 1－2.5小时，降温，静止除去溶剂，烘干，粉碎，得241g成品改性聚磷酸铵。产品收率为97%，其中磷含量27%（质量比）。接枝剂选用缩水甘油醚。溶剂是含有质量比为45∶55的二丙酮醇氯仿溶液。
上述方法所得成品改性聚磷酸铵在聚丙烯塑料中的应用：
将聚丙烯与改性聚磷酸铵按72：28（质量比）的配比进行共混，所得到的膨胀型无卤阻燃聚丙烯性能如下：
| 聚丙烯 | 阻燃聚丙烯 | |
| 氧指数 | 18.7 | 32.8 |
| 垂直燃烧试验（UL94） | 燃烧 | V－0 |
| 冲击强度（KJ/m） | 25.18 | 24.6 |
| 接伸强度（Mpa） | 25.3 | 24.8 |
| 弯曲强度（Mpa） | 15.5 | 16.3 |
| 电阻率（Ω·cm） | 1.63×1016 | 1.61×1016 |
添加了改性聚磷酸铵的聚丙烯的物化性能和吸湿性几乎与纯聚丙烯相当，阻燃效果稳定。
实施例2
将30g接枝剂溶于450ml溶剂中，加热到45℃－60℃，在搅拌下加入聚合度大于1000的聚磷酸铵210g，反应1－2.5小时，降温，除去溶剂，烘干，粉碎，得235g成品改性聚磷酸铵，收率98%，磷含量27.8%（质量比）。接枝剂选用缩水甘油醚。溶剂是含有质量比为45∶55的二丙酮醇氯仿溶液。
改性聚磷酸铵在ABS树脂中的应用：
将ABS树脂与改性聚磷酸铵按80：20（质量比）的配比进行共混，所得到的膨胀型无卤ABS树脂性能如下：
| ABS树脂 | 阻燃ABS树脂 | |
| 氧指数 | 22.5 | 32.4 |
| 垂直燃烧试验（UL94） | HB | V－0 |
| 冲击强度（J/m） | 316 | 309 |
| 接伸强度（Mpa） | 37.3 | 36.7 |
| 弯曲强度（Mpa） | 67.8 | 68.5 |
| 电阻率（Ω·cm） | 2.07×1016 | 1.89×1016 |
添加改性聚磷酸铵的ABS树脂的物化性能和吸湿性几乎与纯ABS树脂相当，阻燃效果稳定。
Claims (4)
1.聚磷酸铵接枝改性制备方法，其特征在于，将缩水甘油醚溶于溶剂中，加热到45℃－60℃，在搅拌下加入聚合度大于1000的聚磷酸铵，反应1—2.5小时，降温，静止除去溶剂，烘干，粉碎，既得成品改性聚磷酸铵。
2.根据权利要求1所述聚磷酸铵接枝改性制备方法，其特征在于，将28g—40g缩水甘油醚溶于450ml溶剂中，加热到45℃－60℃，在搅拌下加入聚合度大于1000的聚磷酸铵210g，反应1—2.5小时，降温，静止除去溶剂，烘干，粉碎，既得成品改性聚磷酸铵。
3.根据权利要求1或2所述聚磷酸铵接枝改性制备方法，其特征在于，所述溶剂是质量比为20～70∶80～30的二丙酮醇氯仿溶液。
4.根据权利要求1或2所述聚磷酸铵接枝改性制备方法，其特征在于，采用所述方法所得成品改性聚磷酸铵的收率大于等于96%。
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