CN107573952A - 一种磷酸锆阻燃剂组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磷酸锆阻燃剂组合物及其制备方法，属于阻燃剂的技术领域，所述制备方法包括以下步骤：（1）将次磷酸、磷酸、2‑（甲氨基）‑乙醇混合，加热，其后加入甲醇，合成次磷酸化合物；（2）将多聚磷酸与2‑（甲氨基）‑乙醇混合，其后加入碳酸氢钾，合成磷酸酯化合物；（3）将次磷酸化合物与磷酸酯化合物混合后加入三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）及去离子水，反应得到第一阻燃剂；（4）将第一阻燃剂与磷酸锆混合得到所述阻燃剂组合物。本发明的阻燃剂组合物阻燃效果良好，具有环境友好性。

Description

一种磷酸锆阻燃剂组合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及阻燃剂的技术领域，特别涉及含磷酸锆的阻燃剂的技术领域。
背景技术
纺织、皮革等行业中，为保证阻燃效果，及材料品质，过去常使用卤系阻燃剂。但卤系阻燃剂燃烧时会释放出大量有毒有害气体，对人体和环境的危害较大。
因此近年来，使用无卤阻燃剂替代含卤素的阻燃剂一直是研究的热点，其中磷系阻燃是应用潜力最好的一种环境友好型无卤阻燃剂，其阻燃时的膨胀性能有效降低有毒有害气体的发散。
但常规磷系阻燃剂与防治纤维、皮革等生物材料的相容性较差，直接加入后能以与体系维持稳定的相结构，经改性后加入的磷系阻燃剂通常又会对生物材料的其它性能造成不良影响。
发明内容
本发明的目的在于提出一种能与生物材料及其添加剂稳定相容，且能够提高材料耐洗性，不损伤材料力学性能的磷酸锆阻燃剂组合物及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种磷酸锆阻燃剂组合物的制备方法，其包括以下步骤：
（1）将次磷酸、磷酸、2-（甲氨基）-乙醇混合，在80~120℃下加热，其后加入甲醇，合成N，N-2（2-羟乙基-甲氨基）次磷酸，即次磷酸化合物；
（2）将多聚磷酸与2-（甲氨基）-乙醇混合，其后加入碳酸氢钾，在40~60℃下加热反应，得到磷酸酯化合物；
（3）将所述次磷酸化合物与所述磷酸酯化合物混合后加入三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）及去离子水，于120~150℃下反应；分离，得到第一阻燃剂；
（4）将第一阻燃剂与磷酸锆混合后，即得到所述磷酸锆阻燃剂组合物。
优选的是：所述步骤（1）中所述次磷酸、磷酸、2-（甲氨基）-乙醇、甲醇的质量比为1~1.2:1:1~1.5:1~2。
另外优选的是：所述步骤（2）中所述多聚磷酸、2-（甲氨基）-乙醇、碳酸氢钾的摩尔比为0.6~1:1：0.05~0.1。
另外优选的是：所述步骤（3）中所述次磷酸化合物、磷酸酯化合物混合、三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）的质量比为1~1.2:1~2:0.6~0.8。
另外优选的是：所述步骤（4）中所述第一阻燃剂与磷酸锆的质量比为3~4.5:1。
另外优选的是：所述步骤（3）中所述分离包括抽滤、洗涤、重结晶的过程。
另外优选的是：所述步骤（1）中加热的时间为30~60min。
另外优选的是：所述步骤（2）中加热的时间为60~80min。
另外优选的是：所述步骤（3）中加热的时间30~100min。
本发明同时提出了一种磷酸锆阻燃剂组合物，其根据上述任一种制备方法或其优选方案制备得到。
本发明的阻燃剂组合物为无卤阻燃剂，具有环境友好性，阻燃时能有效隔离生物材料及其添加剂产生的有毒害气体，阻燃效果良好，同时能与纺织纤维、皮革等材料及其添加剂形成稳定的相结构，使材料性能稳定、均一，本发明的阻燃剂组合物能显著提高材料的耐洗性，同时不会损害材料的其它力学性能。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
实施例1
一种磷酸锆阻燃剂组合物的制备方法，其包括以下步骤：
（1）将次磷酸、磷酸、2-（甲氨基）-乙醇混合，在80℃下加热60min，其后加入甲醇，合成N，N-2（2-羟乙基-甲氨基）次磷酸，即次磷酸化合物，其中次磷酸、磷酸、2-（甲氨基）-乙醇、甲醇的质量比为1:1:1:1；
（2）将多聚磷酸与2-（甲氨基）-乙醇混合，其后加入碳酸氢钾，在40℃下加热反应80min，得到磷酸酯化合物，其中多聚磷酸、2-（甲氨基）-乙醇、碳酸氢钾的摩尔比为0.6:1：0.05；
（3）将所述次磷酸化合物与所述磷酸酯化合物混合后加入三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）及去离子水，于120℃下反应100min，其后滤、洗涤、重结晶，得到第一阻燃剂，其中次磷酸化合物、磷酸酯化合物混合、三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）的质量比为1:1:0.6；
（4）将第一阻燃剂与磷酸锆混合后，其中第一阻燃剂与磷酸锆的质量比为3:1，即得到所述磷酸锆阻燃剂组合物。
实施例2
一种磷酸锆阻燃剂组合物的制备方法，其包括以下步骤：
（1）将次磷酸、磷酸、2-（甲氨基）-乙醇混合，在120℃下加热30min，其后加入甲醇，合成N，N-2（2-羟乙基-甲氨基）次磷酸，即次磷酸化合物，其中次磷酸、磷酸、2-（甲氨基）-乙醇、甲醇的质量比为1.2:1: 1.5: 2；
（2）将多聚磷酸与2-（甲氨基）-乙醇混合，其后加入碳酸氢钾，在60℃下加热反应60min，得到磷酸酯化合物，其中多聚磷酸、2-（甲氨基）-乙醇、碳酸氢钾的摩尔比为1:1：0.1；
（3）将所述次磷酸化合物与所述磷酸酯化合物混合后加入三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）及去离子水，于150℃下反应30min，其后滤、洗涤、重结晶，得到第一阻燃剂，其中次磷酸化合物、磷酸酯化合物混合、三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）的质量比为1.2: 2: 0.8；
（4）将第一阻燃剂与磷酸锆混合后，其中第一阻燃剂与磷酸锆的质量比为4.5:1，即得到所述磷酸锆阻燃剂组合物。
实施例3
一种磷酸锆阻燃剂组合物的制备方法，其包括以下步骤：
（1）将次磷酸、磷酸、2-（甲氨基）-乙醇混合，在100℃下加热40min，其后加入甲醇，合成N，N-2（2-羟乙基-甲氨基）次磷酸，即次磷酸化合物，其中次磷酸、磷酸、2-（甲氨基）-乙醇、甲醇的质量比为1.2:1: 1.5: 2；
（2）将多聚磷酸与2-（甲氨基）-乙醇混合，其后加入碳酸氢钾，在50℃下加热反应70min，得到磷酸酯化合物，其中多聚磷酸、2-（甲氨基）-乙醇、碳酸氢钾的摩尔比为0.8:1：0.08；
（3）将所述次磷酸化合物与所述磷酸酯化合物混合后加入三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）及去离子水，于140℃下反应70min，其后滤、洗涤、重结晶，得到第一阻燃剂，其中次磷酸化合物、磷酸酯化合物混合、三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）的质量比为1: 2:0.7；
（4）将第一阻燃剂与磷酸锆混合后，其中第一阻燃剂与磷酸锆的质量比为4:1，即得到所述磷酸锆阻燃剂组合物。

Claims (10)

1.一种磷酸锆阻燃剂组合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）将次磷酸、磷酸、2-（甲氨基）-乙醇混合，在80~120℃下加热，其后加入甲醇，合成N，N-2（2-羟乙基-甲氨基）次磷酸，即次磷酸化合物；
（2）将多聚磷酸与2-（甲氨基）-乙醇混合，其后加入碳酸氢钾，在40~60℃下加热反应，得到磷酸酯化合物；
（3）将所述次磷酸化合物与所述磷酸酯化合物混合后加入三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）及去离子水，于120~150℃下反应；分离，得到第一阻燃剂；
（4）将第一阻燃剂与磷酸锆混合后，即得到所述磷酸锆阻燃剂组合物。
2.根据权利要求1所述的磷酸锆阻燃剂组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中所述次磷酸、磷酸、2-（甲氨基）-乙醇、甲醇的质量比为1~1.2:1:1~1.5:1~2。
3.根据权利要求1所述的磷酸锆阻燃剂组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中所述多聚磷酸、2-（甲氨基）-乙醇、碳酸氢钾的摩尔比为0.6~1:1：0.05~0.1。
4.根据权利要求1所述的磷酸锆阻燃剂组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中所述次磷酸化合物、磷酸酯化合物混合、三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）的质量比为1~1.2:1~2:0.6~0.8。
5.根据权利要求1所述的磷酸锆阻燃剂组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中所述第一阻燃剂与磷酸锆的质量比为3~4.5:1。
6.根据权利要求1所述的磷酸锆阻燃剂组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中所述分离包括抽滤、洗涤、重结晶的过程。
7.根据权利要求1所述的磷酸锆阻燃剂组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中加热的时间为30~60min。
8.根据权利要求1所述的磷酸锆阻燃剂组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中加热的时间为60~80min。
9.根据权利要求1所述的磷酸锆阻燃剂组合物的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中加热的时间30~100min。
10.一种磷酸锆阻燃剂组合物，其特征在于：根据权利要求1~9中任一项所述的制备方法制备得到。
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