CN112442178B - 一种聚烯烃用阻燃剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种聚烯烃用新型阻燃剂及制备方法，属于阻燃剂领域。该阻燃剂制备方法：一、将植酸和水加入到反应器中、搅拌，将二苯基甲基哌嗪和2，6‑二氨基吡啶分别加热融化，然后同时滴加到反应器中反应，反应物析出过滤得到粗产品，干燥得到中间体；二、将中间体在惰性气体条件下进行脱水缩合反应后得到最终产物。本发明合成的新型阻燃剂具有良好的稳定性、耐水解性，可用于提高聚烯烃类树脂的阻燃性能。
Description
技术领域
本发明属于阻燃剂技术领域，具体的说涉及一种聚烯烃用新型阻燃剂及其制备方法。
背景技术
聚烯烃由于原料丰富，价格低廉，易于加工成型且综合性能优良，是产量最大，应用最为广泛的高分子材料。其中以聚乙烯、聚丙烯最为重要。然而聚烯烃是碳链骨架结构，在被引燃后，与空气中氧气反应，碳链骨架会极速崩塌，链段结构分解，形成大量的有毒烟雾，并释放热量，对人们的生命和财产造成巨大的威胁。为了解决上述问题，提高聚烯烃材料的耐燃性，阻燃技术经过半个多世纪的发展，阻燃剂不断地产生，已经应用于各方面产品之中。
阻燃剂是赋予易燃聚合物难燃性能性的助剂，根据产出作用方式，可以分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。根据具体组成，又可分为无机阻燃剂、卤系阻燃剂、磷系阻燃剂和氮系阻燃剂等。磷、氮系阻燃剂与卤系阻燃剂相比，其生产过程中对环境危害小，添加到聚合物中后，燃烧过程产生的烟雾及释放的有毒有害气体小，因而具有较好的环境保护作用。
含氮磷酸盐类阻燃剂，属于磷、氮系阻燃剂，受热分解可生成聚偏磷酸和 N2等不燃性气体，其中聚偏磷酸具有高效的脱水性，可促使聚合物脱水形成炭层，不燃性气体可使炭层膨胀发泡，最终形成的致密膨胀层能有效阻止热量和氧气从而产生阻燃作用，因此是好的酸源，也是优秀的成炭剂，同时还兼有发泡剂的作用，阻燃效率高。
但是市面所售的磷、氮系阻燃剂在聚烯烃中添加量大，热稳定性不高，易发黄，成碳性较低，且需要多种阻燃剂复配添加，才能达到较好的阻燃效果。为此，开发一种热稳定高，添加量小的阻燃剂具有十分重要的现实意义。
但是市面所售的磷、氮系阻燃剂在聚烯烃中添加量大，热稳定性不高，易发黄，成碳性较低，且需要多种阻燃剂复配添加，才能达到较好的阻燃效果。为此，开发一种热稳定高，添加量小的阻燃剂具有十分重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚烯烃用新型阻燃剂及制备方法，本发明的阻燃剂具有阻燃效率高，成碳率高，热稳定性高且无卤、低烟、低毒等特点。其制备方法简单，产率较高且不使用有机溶剂，生产过程比较环保。
本发明的一种聚烯烃用新型阻燃剂，其特征在于所述阻燃剂的结构式为:
式中m为1-100正整数。
本发明的一种聚烯烃用新型阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、以摩尔份计，向5-30份水中，加入2份植酸，搅拌使其充分溶解；
b、将二苯基甲基哌嗪与2，6-二氨基吡啶分别加热融化；
c、向步骤a得到的混合物中，同时分别滴加步骤b物质，并搅拌；
d、用氨水调节步骤c得到的溶液体系至PH为6-8，滴加完成后，升温持续反应至反应完成，冷却至室温后，过滤得到白色沉淀中间体；
e、将步骤d得到的中间体在惰性气体条件下加热进行脱水缩合反应后得到反应产物；
f、将得到的反应产物冷却至室温，粉碎即可得到所述的聚烯烃用新型阻燃剂。
所述二苯基甲基哌嗪、2，6-二氨基吡啶与所述植酸摩尔比为7.6-8.2：0.8-1.1：2。
所述步骤b中二苯基甲基哌嗪加热融化温度为90-100℃，2，6-二氨基吡啶加热融化温度为120-130℃。
所述步骤d中升温为均匀升温，升温温度为80-100℃。
所述步骤d反应时间为1-2h。
所述步骤e中脱水缩合反应的加热温度为250-270℃。
所述步骤e中脱水缩合反应的时间为0.5-2h。
所述步骤f中粉碎后得到的粉末粒径不大于80um。
具体实施方式
实施例1
本实施案例提供一种聚烯烃用新型阻燃剂，所述阻燃剂的结构式为：
式中m为1-100正整数。
实施例2
本发明的一种聚烯烃用新型阻燃剂的制备方法，其包括如下步骤： a、以摩尔份计，向5份水中，加入2份植酸，搅拌使其充分溶解；
b、将7.6份二苯基甲基哌嗪于90℃加热至融化，将0.8份2，6-二氨基吡啶于 120℃加热至至融化；
c、向步骤a得到的混合物中，同时分别滴加步骤b物质，并搅拌；
d、用氨水调节步骤c得到的溶液体系至PH为6，滴加完成后，升温至80℃持续反应2h，冷却至室温后，过滤得到白色沉淀中间体；
e、将步骤d得到的中间体在惰性气体条件下加热至250℃，脱水缩合反应1h后得到反应产物；
f、将得到的反应产物冷却至室温，粉碎粒径不大于80um即可得到所述的聚烯烃用新型阻燃剂。
实施例3
本发明的一种聚烯烃用新型阻燃剂的制备方法，其包括如下步骤：
a、以摩尔份计，向10份水中，加入2份植酸，搅拌使其充分溶解；
b、将8份二苯基甲基哌嗪于95℃加热至融化，将1份2，6-二氨基吡啶于125℃加热至至融化；
c、向步骤a得到的混合物中，同时分别滴加步骤b物质，并搅拌；
d、用氨水调节步骤c得到的溶液体系至PH为8，滴加完成后，升温至90℃持续反应2h，冷却至室温后，过滤得到白色沉淀中间体；
e、将步骤d得到的中间体在惰性气体条件下加热至260℃，脱水缩合反应1h后得到反应产物；
f、将得到的反应产物冷却至室温，粉碎粒径不大于80um即可得到所述的聚烯烃用新型阻燃剂。
实施例4
本发明的一种聚烯烃用新型阻燃剂的制备方法，其包括如下步骤：
a、以摩尔份计，向20份水中，加入2份植酸，搅拌使其充分溶解；
b、将7.6份二苯基甲基哌嗪于100℃加热至融化，将1.1份2，6-二氨基吡啶于130℃加热至至融化；
c、向步骤a得到的混合物中，同时分别滴加步骤b物质，并搅拌；
d、用氨水调节步骤c得到的溶液体系至PH为7，滴加完成后，升温至95℃持续反应1.5h，冷却至室温后，过滤得到白色沉淀中间体；
e、将步骤d得到的中间体在惰性气体条件下加热至260℃，脱水缩合反应0.5h 后得到反应产物；
f、将得到的反应产物冷却至室温，粉碎粒径不大于80um即可得到所述的聚烯烃用新型阻燃剂。
实施例5
本发明的一种聚烯烃用新型阻燃剂的制备方法，其包括如下步骤：
a、以摩尔份计，向30份水中，加入2份植酸，搅拌使其充分溶解；
b、将8.2份二苯基甲基哌嗪于100℃加热至融化，将1.1份2，6-二氨基吡啶于130℃加热至至融化；
c、向步骤a得到的混合物中，同时分别滴加步骤b物质，并搅拌；
d、用氨水调节步骤c得到的溶液体系至PH为8，滴加完成后，升温至100℃持续反应1h，冷却至室温后，过滤得到白色沉淀中间体；
e、将步骤d得到的中间体在惰性气体条件下加热至270℃，脱水缩合反应0.5h 后得到反应产物；
f、将得到的反应产物冷却至室温，粉碎粒径不大于80um即可得到所述的聚烯烃用新型阻燃剂。
Claims (9)
1.一种聚烯烃用阻燃剂，其特征在于所述阻燃剂的结构式为：
式中m为1-100正整数。
2.一种聚烯烃用阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
a、以摩尔份计，向5-30份水中，加入2份植酸，搅拌使其充分溶解；
b、将二苯基甲基哌嗪与2，6-二氨基吡啶分别加热融化；
c、向步骤a得到的混合物中，同时分别滴加步骤b物质，并搅拌；
d、用氨水调节步骤c得到的溶液体系至PH为6-8，滴加完成后，升温持续反应至反应完成，冷却后，过滤得到白色沉淀中间体；
e、将步骤d得到的中间体在惰性气体条件下加热进行脱水缩合反应后得到反应产物；
f、将得到的反应产物冷却至室温，粉碎即可得到所述的聚烯烃用阻燃剂。
3.根据权利要求2所述的一种聚烯烃用阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述二苯基甲基哌嗪、2，6-二氨基吡啶与所述植酸摩尔比为7.6-8.2∶0.8-11∶2。
4.根据权利要求2所述的一种聚烯烃用阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述步骤b中二苯基甲基哌嗪加热融化温度为90-100℃，2，6-二氨基吡啶加热融化温度为120-130℃。
5.根据权利要求2所述的一种聚烯烃用阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述步骤d中升温为均匀升温，升温温度为80-100℃。
6.根据权利要求2所述的一种聚烯烃用阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述步骤d反应时间为1-2h。
7.根据权利要求2所述的一种聚烯烃用阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述步骤e中脱水缩合反应的加热温度为250-270℃。
8.根据权利要求2所述的一种聚烯烃用阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述步骤e中脱水缩合反应的时间为0.5-2h。
9.根据权利要求2所述的一种聚烯烃用阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述步骤f中粉碎后得到的粉末粒径不大于80um。
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