CN103254145B - 一种水热法合成纳米级三聚氰胺磷酸盐的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于材料制备领域，具体涉及一种水热法合成纳米级三聚氰胺磷酸盐（MP）的方法。将三聚氰胺（MEL）和磷酸，溶剂以及表面活性剂，搅拌均匀后加入水热反应釜，通过水热反应得到三聚氰胺磷酸盐，再通过过滤、干燥可以得到纳米级三聚氰胺磷酸盐。本方法制得的纳米三聚氰胺磷酸盐，粒径尺寸为40nm-100nm。
Description
技术领域
本发明属于材料制备领域，具体涉及一种水热法合成纳米级三聚氰胺磷酸盐（MP）的方法。
背景技术
三聚氰胺磷酸盐是一种集酸源与气源于一体的膨胀型阻燃剂，它具有无卤、低烟、低毒的特点，由于其分子中含有三嗪环与磷酸的结构，在热分解时会产生膨胀炭层，从而可以赋予膨胀体系良好的阻燃防火性能。目前，三聚氰胺磷酸盐广泛应用于各种高分子材料的无卤阻燃中[消防技术与产品信息，2001,9:21-23]。
三聚氰胺磷酸盐(MP) 的主要合成方法为以三聚氰胺和磷酸为原料，按摩尔比1:1.05的比例加入有水的烧瓶中，一边搅拌一边加热到85～95 ℃，反应1～2h后，将产物过滤、清洗就得到了三聚氰胺磷酸盐（MP）[塑料工业，2009，37（1）： 60-62；合成化学，2003，11（3）：260-264]。但上述方法，获得的三聚氰胺磷酸盐颗粒粒径较大，为微米级别，当加入聚合物基体中时，对聚合物本身的力学性能有非常大的影响。
发明内容
本发明目的是提供一种利用水热法合成纳米级三聚氰胺磷酸盐（MP）的方法。
本发明提出的水热法合成三聚氰胺磷酸盐（MP）的方法为：首先称取三聚氰胺（MEL）和磷酸，将它们分别加入溶剂中，加入表面活性剂，搅拌均匀后将其放入水热反应釜中。将反应釜放入温度为120℃-180℃的烘箱中反应1-5小时。在室温下冷却反应釜，将产物过滤、清洗、干燥，得到纳米级三聚氰胺磷酸盐（MP）。具体步骤如下：
将三聚氰胺与磷酸按摩尔比1:0.8-1.3的比例加入到溶剂苯中，溶剂苯的用量为10-40倍三聚氰胺与磷酸的质量之和，然后加入表面活性剂，表面活性剂用量为三聚氰胺与磷酸质量之和的0.5%-4%，搅拌均匀之后加入反应釜中，控制反应温度于120-180℃之间，反应时间为1-5小时；反应完成后将反应釜在室温下自然冷却，将产物过滤，以蒸馏水清洗数遍，并在80℃下真空干燥48小时，得到干燥的纳米级三聚氰胺磷酸盐粉末。
本发明中，所述三聚氰胺纯度>98%，工业级。
本发明中，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，甘胆酸钠、2—烷基咪唑啉、2—烷基氨基乙基咪唑啉、十六烷基溴化吡啶、烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱、烷基二甲基磺丙基甜菜碱、硬脂酸、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酰胺、Span (司盘)、吐温、十二烷基硫酸钠或十六烷基三甲基溴化胺等中任意一种。
本发明的有益效果在于：将反应的体系在高压反应釜这个密闭的容器中，并将反应温度加热到溶剂沸点以上，利用蒸气在密闭的容器中形成一个高温高压的特殊环境，并利用这个环境来制备纳米级别的三聚氰胺磷酸盐；通过在反应体系中加入表面活性剂，让表面活性剂附着在纳米三聚氰胺磷酸盐颗粒表面，阻碍其继续长大成为微米颗粒，并防止纳米颗粒团聚。
采用本申请方法制备的纳米三聚氰胺磷酸盐，粒径尺寸为40nm-100nm。
附图说明
图1为实施例1纳米三聚氰胺磷酸盐的扫描电镜图。
图2为实施例2纳米三聚氰胺磷酸盐的扫描电镜图。
图3为实施例3纳米三聚氰胺磷酸盐的扫描电镜图。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明，而不是限制本发明的范围。
实施例1：
将三聚氰胺与磷酸按摩尔比1:1的比例加入苯中，用量为20倍三聚氰胺与磷酸的质量之和，然后加入十二烷基硫酸钠，用量为三聚氰胺与磷酸质量之和的1%，搅拌均匀之后加入反应釜中，控制反应温度为150℃，反应时间为3小时。反应完成后将反应釜在室温下自然冷却，将三聚氰胺磷酸盐过滤，并以蒸馏水清洗数遍，在80℃下真空干燥超过48小时，得到干燥的粒径在50nm左右的三聚氰胺磷酸盐粉末。产物见图1。
实施例2：
将三聚氰胺与磷酸按摩尔比1:1的比例加入苯中，用量为20倍三聚氰胺与磷酸的质量之和，然后加入十六烷基三甲基溴化胺，用量为三聚氰胺与磷酸质量之和的2%，搅拌均匀之后加入反应釜中，控制反应温度为150℃，反应时间为1小时。反应完成后将反应釜在室温下自然冷却，将三聚氰胺磷酸盐过滤，并以蒸馏水清洗数遍，在80℃下真空干燥48小时，得到干燥的粒径在70nm左右的三聚氰胺磷酸盐粉末。产物见图2。
实施例3：
将三聚氰胺与磷酸按摩尔比1:1的比例加入苯中，用量为20倍三聚氰胺与磷酸的质量之和，然后加入十二烷基硫酸钠，用量为三聚氰胺与磷酸质量之和的2%，搅拌均匀之后加入反应釜中，控制反应温度为120℃，反应时间为3小时。反应完成后将反应釜在室温下自然冷却，将三聚氰胺磷酸盐过滤，并以蒸馏水清洗数遍，在80℃下真空干燥48小时，得到干燥的粒径在60nm左右的三聚氰胺磷酸盐粉末。产物见图3。
Claims (1)
1.一种水热法合成纳米级三聚氰胺磷酸盐的方法，其特征在于具体步骤如下：
将三聚氰胺与磷酸按摩尔比1:0.8-1.3的比例加入溶剂苯中，苯用量为10-40倍三聚氰胺与磷酸的质量之和，然后加入表面活性剂，表面活性剂用量为三聚氰胺与磷酸质量之和的0.5%-4%，搅拌均匀之后加入反应釜中，控制反应温度为120-180℃，反应时间为1-5小时；反应完成后将反应釜在室温下自然冷却，将三聚氰胺磷酸盐过滤，以蒸馏水清洗数遍，并在80℃下真空干燥48小时，得到干燥的纳米级三聚氰胺磷酸盐；所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠，甘胆酸钠、2—烷基咪唑啉、2—烷基氨基乙基咪唑啉、十六烷基溴化吡啶、烷基二甲基羟丙基磷酸脂甜菜碱、烷基二甲基磺乙基甜菜碱、烷基二甲基磺丙基甜菜碱、硬脂酸、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酰胺、司盘、吐温、十二烷基硫酸钠或十六烷基三甲基溴化胺中任一种。
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