CN103012844A - 一种酯化磷酸镁阻燃剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及聚氨酯泡沫高分子保温材料，尤其是一种酯化磷酸镁阻燃剂及其制备方法。其磷酸酯盐的阴离子结构式是：
或
Description
技术领域
本发明涉及聚氨酯泡沫高分子保温材料，尤其是一种酯化磷酸镁阻燃剂及其制备方法。
背景技术
在目前使用聚氨酯泡沫为代表的高分子泡沫保温材料中通常采用的阻燃方法是物理方法和化学方法，其中物理方法为添加磷酸酯或卤代磷酸酯阻燃剂，这种方法可以明显改善氧指数，但是容易迁移、难以持久起效；化学方法为对聚合物结构进行改性，引入热稳定性更高的芳环、杂环结构，提高聚氨酯的耐热性，也包括通过将氯、溴、磷、锑等元素接枝到多元醇的侧链上，实现阻燃效果，化学方法通常存在着工艺要求过高或者价格过高难以大范围推广的缺点；纳米结构作为阻燃剂在聚合物中应用，其可以有效的降低聚合物基体燃烧的热释放速率和热释放量。但是在聚合物中添加纳米结构阻燃剂对复合材料氧指数、垂直燃烧和水平燃烧性能提高效率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种酯化磷酸镁阻燃剂及其制备方法。该阻燃剂具有难迁移、阻燃效率高、加入基体得到的复合材料的氧指数和耐热性能都较基体材料有明显提高。
本发明涉及一种酯化磷酸镁阻燃剂，其磷酸酯盐的阴离子结构式是：
上述酯化磷酸镁阻燃剂的制备方法，步骤如下：
步骤一、五氧化二磷（P2O5）与磷酸（H3PO4）混合液作为磷酸化试剂，加入一元醇，合成磷酸双酯和磷酸单酯的混合物；
步骤二、由上述步骤合成得到的磷酸双酯和磷酸单酯的混合物，加入氢氧化钠溶液，中和后在高速搅拌的条件下，加入镁离子溶液，直至沉淀量不再增加，得到悬浊液；经抽滤、水洗、乙醇洗，抽滤干燥制得酯化磷酸镁阻燃剂。
进一步的，上述步骤一中，所述一元醇为甲醇或乙醇。
上述步骤一中，以磷酸的摩尔数为1计算，各组分用量：五氧化二磷为0.5~1.5；磷酸为1；一元醇为2~6；去离子水为微量~3。
上述步骤一中，将磷酸和五氧化二磷混合加热到50～80℃，加入一元醇，在50～80℃下，回流3～8小时，然后将温度调节到40～60℃，加入去离子水，水解2～3小时；取出混合液，冷却至室温。
上述步骤二中，将步骤一得到的磷酸双酯和磷酸单酯的混合物，加入2mol·L-1的氢氧化钠溶液，中和至pH值为6~9，在1200rpm~1500rpm高速搅拌的条件下，将氯化镁溶液以3~10滴/秒的速度滴入中和后的混合液中，直至沉淀量不再增加，得到悬浊液；经抽滤，取滤饼，反复水洗、乙醇洗，抽滤干燥制得酯化磷酸镁阻燃剂。
具体实施方式
本发明采用合成有机磷酸酯，并将其中和形成可溶性盐，然后采用滴加镁离子盐沉淀的方法得到纳米分散的酯化磷酸镁阻燃剂。
实施例1
将1mol磷酸和1mol五氧化二磷混合加热到80℃，然后加入3.5mol乙醇，在80℃下，回流6小时，然后将温度调节到50℃，加入1mol去离子水，水解3小时。取出混合液，冷却至室温。采用2mol·L-1的氢氧化钠溶液，将混合也中和至pH值为9，然后在高速搅拌（1500rpm）的条件下，将氯化镁溶液以5滴/秒的速度滴入中和后的混合液中，直至沉淀量不再增加，得到悬浊液；然后抽滤悬浊液，取滤饼，反复水洗、乙醇洗，抽滤干燥制得酯化磷酸镁阻燃剂。
实施例2
将1mol磷酸和1.5mol五氧化二磷混合加热到60℃，然后加入5mol乙醇，在60℃下，回流8小时，然后将温度调节到50℃，加入3mol去离子水，水解2小时。取出混合液，冷却至室温。采用2mol·L-1的氢氧化钠溶液，将混合也中和至pH值为8，然后在高速搅拌（1300rpm）的条件下，将氯化镁溶液以3滴/秒的速度滴入中和后的混合液中，直至沉淀量不再增加，得到悬浊液；然后抽滤悬浊液，取滤饼，反复水洗、乙醇洗，抽滤干燥制得酯化磷酸镁阻燃剂。
实施例3
将1mol磷酸和0.5mol五氧化二磷混合加热到70℃，然后加入2.3mol乙醇，在70℃下，回流5小时，然后将温度调节到50℃，不加去离子水，保持反应3小时。取出混合液，冷却至室温。采用2mol·L-1的氢氧化钠溶液，将混合也中和至pH值为6，然后在高速搅拌（1200rpm）的条件下，将氯化镁溶液以10滴/秒的速度滴入中和后的混合液中，直至沉淀量不再增加，得到悬浊液；然后抽滤悬浊液，取滤饼，反复水洗、乙醇洗，抽滤干燥制得酯化磷酸镁阻燃剂。
实施例4
将1mol磷酸和1mol五氧化二磷混合加热到50℃，然后加入4.5mol乙醇，在50℃下，回流2小时，保持50℃，加入1.5mol去离子水，保持反应3小时。取出混合液，冷却至室温。采用2mol·L-1的氢氧化钠溶液，将混合也中和至pH值为7，然后在高速搅拌（1500rpm）的条件下，将氯化镁溶液以8滴/秒的速度滴入中和后的混合液中，直至沉淀量不再增加，得到悬浊液；然后抽滤悬浊液，取滤饼，反复水洗、乙醇洗，抽滤干燥制得酯化磷酸镁阻燃剂。
以上各实施例制备的阻燃剂加入到聚氨酯硬泡材料中，性能如下：
| 项目 | 聚氨酯硬泡（以聚氨酯硬泡重量为100计） | 阻燃剂用量（类型） | 氧指数/% | 半失重温度（以空气气氛热重分析测试）/℃ |
| 现有技术 | 100 | 0 | 17 | 320 |
| 实施例1 | 100 | 10（实例1产品） | 30 | 600 |
| 实施例2 | 100 | 12（实例2产品） | 31 | 620 |
| 实施例3 | 100 | 8（实例3产品） | 28 | 550 |
| 实施例4 | 100 | 8（实例4产品） | 29 | 570 |
Claims (6)
1.一种酯化磷酸镁阻燃剂，其磷酸酯盐的阴离子结构式是：
2.一种如权利要求1所述的酯化磷酸镁阻燃剂的制备方法，步骤如下：
步骤一、五氧化二磷与磷酸混合液作为磷酸化试剂，加入一元醇，合成磷酸双酯和磷酸单酯的混合物；
步骤二、由上述步骤合成得到的磷酸双酯和磷酸单酯的混合物，加入氢氧化钠溶液，中和后在高速搅拌的条件下，加入镁离子溶液，直至沉淀量不再增加，得到悬浊液；经抽滤、水洗、乙醇洗，抽滤干燥制得酯化磷酸镁阻燃剂。
3.根据权利要求2所述的酯化磷酸镁阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，所述一元醇为甲醇或乙醇。
4.根据权利要求2所述的酯化磷酸镁阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，以磷酸的摩尔数为1计算，各组分用量：五氧化二磷为0.5~1.5；磷酸为1；一元醇为2~6；去离子水为微量~3。
5.根据权利要求2所述的酯化磷酸镁阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一中，将磷酸和五氧化二磷混合加热到50～80℃，加入一元醇，在50～80℃下，回流3～8小时，然后将温度调节到40～60℃，加入去离子水，水解2～3小时；取出混合液，冷却至室温。
6.根据权利要求2所述的酯化磷酸镁阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述步骤二中，将步骤一得到的磷酸双酯和磷酸单酯的混合物，加入2mol·L-1的氢氧化钠溶液，中和至pH值为6~9，在1200rpm~1500rpm高速搅拌的条件下，将氯化镁溶液以3~10滴/秒的速度滴入中和后的混合液中，直至沉淀量不再增加，得到悬浊液；经抽滤，取滤饼，反复水洗、乙醇洗，抽滤干燥制得酯化磷酸镁阻燃剂。
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| CN 201110287415 CN103012844A (zh) | 2011-09-26 | 2011-09-26 | 一种酯化磷酸镁阻燃剂及其制备方法 |
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| CN (1) | CN103012844A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105801905A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-07-27 | 东源顺亨塑胶阻燃材料厂 | 一种磷系协效阻燃剂及其制造方法与应用 |
-
2011
- 2011-09-26 CN CN 201110287415 patent/CN103012844A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN105801905A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-07-27 | 东源顺亨塑胶阻燃材料厂 | 一种磷系协效阻燃剂及其制造方法与应用 |
| CN105801905B (zh) * | 2016-04-22 | 2018-03-13 | 东源顺亨塑胶阻燃材料厂 | 一种磷系协效阻燃剂及其制造方法与应用 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130403 |