CN108129407B - 热稳定性高的三聚氰胺聚磷酸盐及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
热稳定性高的三聚氰胺聚磷酸盐及其制备方法，包括以下步骤：首先取初始热分解温度低于320℃的三聚氰胺聚磷酸盐与处理剂混合均匀得到混匀物，所述处理剂选自尿素、碳酸氢铵或缩二脲中的一种或几种，然后将所述混匀物在200℃‑260℃温度下进行热处理，热处理完成后冷却即得本发明中所述的热稳定性高的三聚氰胺聚磷酸盐。采用本发明提供的方法最终得到的三聚氰胺聚磷酸盐失重1%的温度高于375℃，其热稳定性有了显著提高，且水溶性低，具有极为广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及三聚氰胺聚磷酸盐的制备领域，特别涉及到热稳定性高的三聚氰胺聚磷酸盐及其制备方法。
背景技术
随着阻燃材料的广泛应用，以及人们对环境保护的重视，环保型阻燃剂的开发也越来越备受关注，作为无卤环保型阻燃剂的代表，三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）也成为了人们研究和开发的热点，该阻燃剂几乎可用于所有塑料，尤其适用于加工温度较高的工程塑料阻燃，如玻纤增强型尼龙、聚酯（PET 、PBT）等高分子材料。
目前，制备三聚氰胺聚磷酸盐的方法通常分为：一步合成法和两步合成法。前者为三聚氰胺与聚磷酸在一定的条件合成三聚氰胺聚磷酸盐，后者是先由三聚氰胺和磷酸为原料合成三聚氰胺磷酸盐，再将三聚氰胺磷酸盐经热处理得到三聚氰胺聚磷酸盐。这两种方法如果在工艺过程中稍有偏差，都将导致三聚氰胺聚磷酸盐产品的热稳定性受到影响，市面上大部分的三聚氰胺聚磷酸盐产品的初始分解温度低于320℃，热稳定性较低，为了提高其热稳定性，通常将买来的原料三聚氰胺聚磷酸盐进行热处理，据实际生产经验，必须要将原料三聚氰胺聚磷酸盐在320℃以上的高温热处理一段时间以后，才能提高其热稳定性。但是在如此高的温度下进行热处理的缺陷也较为明显。首先，高温下热处理后最终产物虽然相对于买来的原料三聚氰胺聚磷酸盐的热稳定性有了一定程度的提高，但是经热重分析法测试后，发现其失重1%时，温度低于360℃，热稳定性仍然需要进一步提高；其次，处理温度过高会导致最终得到的三聚氰胺聚磷酸盐的颜色出现土黄色，限制了其在浅色塑料中的应用；另外，高温下热处理还将导致能源浪费，增加生产成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种热稳定性高的三聚氰胺聚磷酸盐的制备方法，采用该制备方法可有效降低生产能耗，节约生产成本。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：热稳定性高的三聚氰胺聚磷酸盐及其制备方法，包括以下步骤：首先取初始热分解温度低于320℃的三聚氰胺聚磷酸盐，与处理剂混合均匀得到混匀物，所述处理剂选自尿素、碳酸氢铵或缩二脲中的一种或几种，然后将所述混匀物在200℃-260℃温度下进行热处理，热处理完成后冷却即得本发明中所述的热稳定性高的三聚氰胺聚磷酸盐。
优选地，所述初始热分解温度低于320℃的三聚氰胺聚磷酸盐和所述处理剂之间的质量比为1:0.01-1:0.3。
优选地，所述热处理的温度为200℃-240℃。
优选地，所述热处理的时间为1h-5h 。
热稳定性高的三聚氰胺聚磷酸盐，由上述制备方法制备得到。
和现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过向初始热分解温度低于320℃的三聚氰胺聚磷酸盐加入特定的处理剂（尿素、碳酸氢铵或缩二脲中的一种或几种），然后在特定的温度范围200℃-260℃内进行热处理，最终得到的三聚氰胺聚磷酸盐失重1%的温度高于375℃，其热稳定性相对于原料得到了显著提高，且水溶性降低，利用本发明提供的方法可简便的将市面上出售的热稳定性较差的三聚氰胺聚磷酸盐转换成热稳定性较为优异的三聚氰胺聚磷酸盐，由于热处理时温度较低，不仅防止了最终产物三聚氰胺聚磷酸盐由于温度过高变为土黄色，而且降低了生产能耗，节约了成本，具有极为广阔的应用前景。
具体实施方式
下面给出实施例以对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的普通技术人员根据该实施例对本发明所做出的一些非本质的改进或调整仍属于本发明的保护范围。
实施例1
称取初始热分解温度低于320℃的三聚氰胺聚磷酸盐100g，置于带盖的瓷坩埚中，并与8.0g 尿素混匀得到混匀物，然后将混匀物置于烘箱内，缓慢升温至260℃并热处理2小时，冷却，即得到热稳定性高的三聚氰胺聚磷酸盐产品 92g。
实施例2
称取初始热分解温度低于320℃的三聚氰胺聚磷酸盐100g，置于带盖的瓷坩埚中，并与21.0g碳酸氢铵混匀，然后将混匀物置于烘箱内，缓慢升温至200℃并热处理3小时，冷却，即得到热稳定性高的三聚氰胺聚磷酸盐产品 91.6g。
实施例3
称取初始热分解温度低于320℃的三聚氰胺聚磷酸盐100g，置于带盖的瓷坩埚中，并与14.0g缩二脲混匀，然后将混匀物置于烘箱内，缓慢升温至250℃并热处理2小时，冷却，即得到热稳定性高的三聚氰胺聚磷酸盐产品 90.8g。
实施例4
称取初始热分解温度低于320℃的三聚氰胺聚磷酸盐100g，置于带盖的瓷坩埚中，并与14.5g尿素与碳酸氢铵(尿素与碳酸氢铵的物质量的比例为1:2)混匀，然后将混匀物置于烘箱内，缓慢升温至240℃并热处理4小时，冷却，即得到热稳定性高的三聚氰胺聚磷酸盐产品 94.2g。
实施例5
称取初始热分解温度低于320℃的三聚氰胺聚磷酸盐100g，置于带盖的瓷坩埚中，并与10.9g尿素与缩二脲(尿素与缩二脲的物质量的比例为1：1)混匀，然后将混匀物置于烘箱内，缓慢升温至230℃并热处理3小时，冷却，即得到热稳定性高的三聚氰胺聚磷酸盐产品93.7g。
实施例6
称取初始热分解温度低于320℃的三聚氰胺聚磷酸盐100g，置于带盖的瓷坩埚中，并与17.4g碳酸氢铵与缩二脲的混合物(碳酸氢铵与缩二脲的物质量的比例为1：1)混匀，然后将混匀物置于烘箱内，缓慢升温至220℃并热处理2小时，冷却，即得到热稳定性高的三聚氰胺聚磷酸盐产品 90.8g。
实施例7
称取初始热分解温度低于320℃的三聚氰胺聚磷酸盐100g，置于带盖的瓷坩埚中，并与16.0g尿素，碳酸氢铵和缩二脲三者混合(尿素、碳酸氢铵与缩二脲的物质量的比例为1：2：1)混匀，然后将混匀物置于烘箱内，缓慢升温至210℃并热处理5小时，冷却，即得到热稳定性高的三聚氰胺聚磷酸盐产品 95.1g。
性能数据测试方法
热稳定性测试：采用热重分析法，即取实施例1-3和对比例1-4中的少量产品三聚氰胺聚磷酸盐作为样品，以热天平作为测试仪器，将样品加热，样品受热后重量变化引起天平位移量转化成电磁量，这个微小的电量经过放大器放大后，送入记录仪记录，而电量的大小正比于样品的重量变化量。当被测物质在加热过程中出现重量变化时，热重曲线就会有所下降，通过分析热重曲线，就可以知道被测样品在多少度时发生多大重量的变化，本发明中的具体实施方式中测试的是产品三聚氰胺聚磷酸盐重量减少1%时的温度大小。
水溶性测试：将取实施例1-3和对比例1-4中的少量产品三聚氰胺聚磷酸盐作为样品，加入重量为样品49倍的水中得到2wt%的浆液，然后测试该浆液中三聚氰胺聚磷酸盐的溶解度。
实施例1-7制备的三聚氰胺聚磷酸盐产品性能数据测试结果见下表1所示。
由表1可知，实施例1-7通过向初始热分解温度低于320℃的三聚氰胺聚磷酸盐加入尿素、碳酸氢铵或缩二脲中的一种或几种，然后在特定的温度范围200℃-260℃内进行热处理，最终得到的三聚氰胺聚磷酸盐经过热重分析法测试发现其失重1%的温度高于375℃，在水中的溶解度在0.031g/100mL以下，即采用本发明提供方法得到的最终产物三聚氰胺聚磷酸盐具有优异的热稳定性，和较低的水溶性。
Claims (2)
1.热稳定性高的三聚氰胺聚磷酸盐的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：首先取初始热分解温度低于320℃的三聚氰胺聚磷酸盐与处理剂混合均匀得到混匀物，所述处理剂为缩二脲，所述初始热分解温度低于320℃的三聚氰胺聚磷酸盐和所述处理剂之间的质量比为1:0.01-1:0.3，然后将所述混匀物在200℃-260℃温度下进行热处理，所述热处理的时间为1h-5h，热处理完成后冷却即得所述热稳定性高的三聚氰胺聚磷酸盐。
2.根据权利要求1所述热稳定性高的三聚氰胺聚磷酸盐的制备方法，其特征在于：所述热处理的温度为200℃-240℃。
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