CN103980538B - 磷酸改性纳米β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂及其制备方法 - Google Patents

磷酸改性纳米β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103980538B
CN103980538B CN201410239886.5A CN201410239886A CN103980538B CN 103980538 B CN103980538 B CN 103980538B CN 201410239886 A CN201410239886 A CN 201410239886A CN 103980538 B CN103980538 B CN 103980538B
Authority
CN
China
Prior art keywords
phosphoric acid
molecular sieve
beta molecular
acid modification
modification nano
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410239886.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103980538A (zh
Inventor
李德刚
唐守余
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huike High Tech Co ltd
Original Assignee
SHANDONG HUIKE ADDITIVES CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANDONG HUIKE ADDITIVES CO Ltd filed Critical SHANDONG HUIKE ADDITIVES CO Ltd
Priority to CN201410239886.5A priority Critical patent/CN103980538B/zh
Publication of CN103980538A publication Critical patent/CN103980538A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103980538B publication Critical patent/CN103980538B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Fireproofing Substances (AREA)

Abstract

本发明属于无卤阻燃剂技术领域,具体涉及一种磷酸改性纳米β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂及其制备方法。先把浓磷酸加入反应釜中,加热至85-95℃,在搅拌下加入尿素,尿素溶解后升温至120-130℃,再加入磷酸改性纳米β分子筛,搅拌8-12min后,升温至150-170℃进行预聚合,保温至反应物粘稠后,转移到烘箱220-250℃进一步聚合反应20-30min,出料冷却粉碎,筛分、包装,即得。本发明所制备的磷酸改性纳米β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂用作聚乙烯等高分子材料,具有分散性和相容性好、阻燃性能和抑烟性能好等优良的特点,同时还具有一定的优良的聚合物增韧、增强性能;制备方法无污染、能耗低。

Description

磷酸改性纳米β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂及其制备方法
技术领域
本发明属于无卤阻燃剂技术领域,具体涉及一种磷酸改性纳米β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂及其制备方法。
背景技术
目前,室内外装修及工业生产中使用的高分子材料越来越多,常用的高分子材料大多是易燃的,如常用的保温材料聚苯乙烯。因此,开发高分子材料用阻燃剂意义重大。
常规阻燃剂可分为有卤阻燃剂和无卤阻燃剂。有卤阻燃剂具有阻燃效果好、与高分子材料分散性和相容性好,易于加工,不起霜等优点,代表性产品有多溴二苯醚等。有卤阻燃剂的最大缺点一是价格较高,二是燃烧时释放二噁英等致癌物,含有有卤阻燃剂的高分子聚合物在燃烧时会产生大量的有毒、腐蚀性气体,如烟雾,易使人窒息而死,其危害性比大火本身更严重,极大限制了其应用。因此,人们不得不开发不易产生毒烟的无卤阻燃剂。常见无卤阻燃剂有无机氢氧化物阻燃剂、膨胀型阻燃剂等。已有不少相关专利,如专利CN101851351A公开了一种制备无机氢氧化物复合阻燃剂和用其阻燃的高性能无卤阻燃聚甲醛材料的方法。无机阻燃剂也存在很多不足,如阻燃效率不高,与高分子材料相容性不好。已有人试图解决这一相容性问题,如专利CN102010619A公开了一种氢氧化镁阻燃剂制备方法及所制备的氢氧化镁阻燃剂,该专利通过用硅烷偶联剂对氢氧化镁改性,试图解决氢氧化镁在聚合物基体中的分散及相容性问题。总的来讲,这类阻燃剂阻燃性能低。目前,聚磷酸铵成为高性能阻燃剂,获得了极大推广。聚磷酸铵兼有酸源和气源的性质,添加合适炭源,构成膨胀型阻燃体系。添加该类阻燃剂的材料燃烧时,在表面能形成一层均匀的多孔炭层,同时具有隔热、隔氧、抑烟,并能防止产生熔滴,因而阻燃性能优良。专利CN101891168B就公开了一种非五氧化二磷原料路线制备结晶Ⅱ型聚磷酸铵的方法。单纯使用聚磷酸铵阻燃效果仍然较低,需要进一步改进工艺或进行复配。
发明内容
本发明的目的是提供一种磷酸改性纳米β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂,具有分散性和相容性好、阻燃性能和抑烟性能好的特点,同时还具有优良的聚合物增韧、增强性能;本发明同时提供了磷酸改性纳米β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂的制备方法,无污染、能耗低。
本发明所述的磷酸改性纳米β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂,由如下原料制成:
磷酸改性纳米级β分子筛10-20kg
浓磷酸50-70L
尿素80-90kg
所述的磷酸改性纳米级β分子筛的制备方法是称取4-6kg纳米β分子筛,加入20L浓度为0.5-1.0mol/L的磷酸水溶液中,放入超声波振荡器中振荡8-12min,加热回流搅拌25-35min,过滤,滤渣放入烘箱于100-120℃下烘干,放入马弗炉于400-500℃焙烧3-4h,粉碎后即得。
所述的纳米β分子筛的粒径为90-120nm。
所述的浓磷酸的浓度为80-85%。
本发明所述的磷酸改性纳米β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂的制备方法是先把浓磷酸加入反应釜中,加热至85-95℃,在搅拌下加入尿素,尿素溶解后升温至120-130℃,再加入磷酸改性纳米β分子筛,搅拌8-12min后,升温至150-170℃进行预聚合,保温至反应物粘稠后,转移到烘箱220-250℃进一步聚合反应20-30min,出料冷却粉碎,筛分、包装,即得。
本发明是通过将分子筛与聚磷酸铵进行共聚复配,提高分子筛与聚磷酸铵两者间的结合力,从而提升其协同效应。另外,采用纳米级β分子筛有两方面好处:一是β分子筛本身为酸性,用磷酸改性后,在磷酸中同尿素反应,不会破坏β分子筛结构;二是纳米级β分子筛颗粒小,以它为共聚中心容易得到粒径小的磷酸改性纳米级β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂,可以提高阻燃剂与高分子材料的相容性。另外,纳米级β分子筛吸收烟雾等有害物质能力强于普通分子筛。因而,本发明所制备的磷酸改性纳米级β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂将具有阻燃性能优良、与基体相容性好的优点。
本发明与现有技术相比,具有如下有益效果:
本发明所制备的磷酸改性纳米β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂用作聚乙烯等高分子材料,具有分散性和相容性好、阻燃性能和抑烟性能好等优良的特点。本发明制备的复合阻燃剂,同时还具有一定的优良的聚合物增韧、增强性能。本发明制备方法无污染、能耗低。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步描述。
实施例1
称取4kg粒径为90nm的纳米β分子筛,加入20L浓度为0.5mol/L的磷酸水溶液中,放入超声波振荡器中振荡8min,加热回流搅拌25min,过滤,滤渣放入烘箱于100℃下烘干,放入马弗炉于400℃焙烧3h,粉碎即得磷酸改性纳米β分子筛。
先把70L浓度为80%的浓磷酸加入体积为1000L的反应釜,加热至95℃,在搅拌下缓慢加入90kg尿素,尿素溶解后升温至130℃,再加入20kg磷酸改性纳米β分子筛,搅拌8min后,升温至170℃进行预聚合,保温至反应物粘稠后,转移到烘箱250℃进一步聚合反应30min,出料冷却粉碎,筛分、包装,既得最终产品。
实施例2:
称取5kg粒径为100nm的纳米β分子筛,加入20L浓度为0.9mol/L的磷酸水溶液中,放入超声波振荡器中振荡10min,加热回流搅拌28min,过滤,滤渣放入烘箱于105℃下烘干,放入马弗炉于450℃焙烧3.5h,粉碎即得磷酸改性纳米β分子筛。
把50L浓度为85%的浓磷酸加入体积为1000L的反应釜,加热至85℃,在搅拌下缓慢加入80kg尿素,尿素溶解后升温至120℃,再加入10kg磷酸改性纳米β分子筛,搅拌10min后,升温至150℃进行预聚合,保温至反应物粘稠后,转移到烘箱220℃进一步聚合反应20min,出料冷却粉碎,筛分、包装,既得最终产品。
实施例3:
称取6kg粒径为120nm的纳米β分子筛,加入20L浓度为1.0mol/L的磷酸水溶液中,放入超声波振荡器中振荡12min,加热回流搅拌35min,过滤,滤渣放入烘箱于120℃下烘干,放入马弗炉于500℃焙烧4h,粉碎即得磷酸改性纳米β分子筛。
把60L浓度为82%的浓磷酸加入体积为1000L的反应釜,加热至90℃,在搅拌下缓慢加入85kg尿素,尿素溶解后升温至125℃,再加入15kg磷酸改性纳米β分子筛,搅拌12min后,升温至160℃进行预聚合,保温至反应物粘稠后,转移到烘箱230℃进一步聚合反应25min,出料冷却粉碎,筛分、包装,既得最终产品。
氧指数(阻燃性能)测试实验:
将上述实施例1、2和3三种复合阻燃剂及对比例1市售聚磷酸铵分别与聚乙烯等原料混合,在120℃下双辊混炼5分钟,制成厚度为1mm的薄片状样品。氧指数测试按照GB/T2406-1993进行。实验结果见表1。其中,对比例2为不加阻燃剂的空白对比例。
聚乙烯片成分如下:
表1氧指数测试实验结果
结果显示,添加本发明的阻燃剂可明提升聚乙烯的氧指数,且明显优于纯聚磷酸铵。

Claims (3)

1.一种磷酸改性纳米β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂,其特征在于由如下原料制成:
磷酸改性纳米级β分子筛10-20kg
浓磷酸50-70L
尿素80-90kg
所述的磷酸改性纳米级β分子筛的制备方法是称取4-6kg纳米β分子筛,加入20L浓度为0.5-1.0mol/L的磷酸水溶液中,放入超声波振荡器中振荡8-12min,加热回流搅拌25-35min,过滤,滤渣放入烘箱于100-120℃下烘干,放入马弗炉于400-500℃焙烧3-4h,粉碎后即得;
所述的浓磷酸的浓度为80-85%。
2.根据权利要求1所述的磷酸改性纳米β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂,其特征在于所述的纳米β分子筛的粒径为90-120nm。
3.一种权利要求1或2所述的磷酸改性纳米β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂的制备方法,其特征在于先把浓磷酸加入反应釜中,加热至85-95℃,在搅拌下加入尿素,尿素溶解后升温至120-130℃,再加入磷酸改性纳米β分子筛,搅拌8-12min后,升温至150-170℃进行预聚合,保温至反应物粘稠后,转移到烘箱220-250℃进一步聚合反应20-30min,出料冷却粉碎,筛分、包装,即得。
CN201410239886.5A 2014-05-30 2014-05-30 磷酸改性纳米β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂及其制备方法 Active CN103980538B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410239886.5A CN103980538B (zh) 2014-05-30 2014-05-30 磷酸改性纳米β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410239886.5A CN103980538B (zh) 2014-05-30 2014-05-30 磷酸改性纳米β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103980538A CN103980538A (zh) 2014-08-13
CN103980538B true CN103980538B (zh) 2016-03-30

Family

ID=51272721

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410239886.5A Active CN103980538B (zh) 2014-05-30 2014-05-30 磷酸改性纳米β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103980538B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109732727B (zh) * 2018-11-27 2021-03-12 北京林业大学 App-多级孔分子筛复合阻燃剂及其制备方法与应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1362413A (zh) * 2001-01-05 2002-08-07 中国科学技术大学 一种蜜胺聚偏磷酸盐阻燃剂及其制备方法
CN102226016A (zh) * 2011-05-11 2011-10-26 沈阳化工大学 纳米介孔分子筛协效膨胀阻燃橡胶及其制备方法
CN103756013A (zh) * 2013-12-25 2014-04-30 四川大学 阻燃改性聚磷酸铵及其制备方法和应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1362413A (zh) * 2001-01-05 2002-08-07 中国科学技术大学 一种蜜胺聚偏磷酸盐阻燃剂及其制备方法
CN102226016A (zh) * 2011-05-11 2011-10-26 沈阳化工大学 纳米介孔分子筛协效膨胀阻燃橡胶及其制备方法
CN103756013A (zh) * 2013-12-25 2014-04-30 四川大学 阻燃改性聚磷酸铵及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
聚磷酸铵合成技术和应用进展;梁诚;《塑料科技》;20050430;第166卷(第2期);60-64 *
聚磷酸铵的性质及合成研究进展;张亨;《杭州化工》;20120331;第42卷(第1期);22-27 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN103980538A (zh) 2014-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105255103B (zh) 一种酚醛树脂/膨胀蛭石复合阻燃保温材料的制备方法
CN109553388A (zh) 一种赤泥基防火保温材料及其制备方法
CN104072805A (zh) 一种基于蛭石的复合阻燃剂及其制备方法
CN114213998A (zh) 一种无机阻燃剂、防霉阻燃无醛胶及其制备方法和应用、防霉阻燃无醛胶合板的制备方法
CN106904929A (zh) 一种a级防火不燃聚苯乙烯颗粒保温板制备方法
CN101857692B (zh) Pe/氢氧化镁复合阻燃材料
CN101624457B (zh) 一种基于环保的赤泥复配改性协同阻燃聚乙烯
CN108912444A (zh) 一种环保无卤阻燃母粒及其制备方法
CN103980538B (zh) 磷酸改性纳米β分子筛-聚磷酸铵复合阻燃剂及其制备方法
CN102372884A (zh) 一种阻燃抑烟型分子筛填充聚氯乙烯复合材料及制备方法
CN106496920B (zh) 低烟密度abs树脂及其制备方法
CN102001851A (zh) 一种硅铝板及其制备方法
CN106188620B (zh) 基于星型三嗪衍生物的膨胀型阻燃剂及其制备方法
CN102423940A (zh) 一种不燃康倍特板及制备方法
CN105131619A (zh) 无机阻燃改性沥青及其制备工艺
CN102557529A (zh) 一种蛭石复合保温材料
CN107082958A (zh) 一种防火门芯板和防火木门
CN107936639A (zh) 一种具有隔热和抗菌功能的环保涂料及其制备方法
CN107130894A (zh) 一种带有阻燃秸秆防火板的防火门中缝
CN102942796B (zh) 阻燃木质复合门芯材料及其制备方法
CN106882826A (zh) 一种氢氧化镁阻燃剂的制备方法
CN107163474A (zh) 一种低烟无卤氮磷复合型阻燃剂的制备方法及其应用
CN100424043C (zh) 具有轻质高强功能的微球陶粒材料
CN104961431B (zh) 一种复合阻燃建筑材料及其制备方法
CN107936341A (zh) 一种阻燃高分子材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 256100 Yiyuan Economic Development Zone, Zibo City, Shandong Province

Patentee after: Huike High Tech Co.,Ltd.

Address before: 256100 Yiyuan Economic Development Zone, Zibo City, Shandong Province

Patentee before: SHANDONG HUIKE ADDITIVES Co.,Ltd.

CP01 Change in the name or title of a patent holder
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Phosphoric acid modified nanoparticles b Molecular sieve ammonium polyphosphate composite flame retardant and its preparation method

Effective date of registration: 20231113

Granted publication date: 20160330

Pledgee: Yiyuan sub branch of industrial and Commercial Bank of China Ltd.

Pledgor: Huike High Tech Co.,Ltd.

Registration number: Y2023980065136

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right