CN113150383B - 多聚氰胺聚磷酸盐及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了多聚氰胺聚磷酸盐及其制备方法。该制备方法包括：(1)将氮源和磷源混合研磨，并在所述研磨过程中加入稳定剂、分散剂和催化剂，以便得到前驱体；(2)对所述前驱体进行煅烧处理，以便使所述氮源和磷源反应得到多聚氰胺聚磷酸盐，其中，所述稳定剂适于减少所述氮源和磷源的热分解损失，所述分散剂适于防止多聚氰胺聚磷酸盐团聚，所述催化剂适于加速反应速率和提高多聚氰胺聚磷酸盐的聚合度。该方法具有简单高效、成本低、反应时间短、工艺操作简单、环境污染小等优势，所得到的多聚氰胺聚磷酸盐与树脂等高分子材料的相容性好，热稳定性能突出，适合于工业化大规模生产。

Description

多聚氰胺聚磷酸盐及其制备方法

技术领域

本发明属于阻燃材料领域，具体而言，涉及多聚氰胺聚磷酸盐及其制备方法。

背景技术

近年来，高分子材料由于具有质轻、易加工成型等特点，被广泛的应用于生产和生活中。然而绝大多数高分子材料容易燃烧，并且在燃烧的过程伴随着有毒有害气体的生成，因此存在严重的火灾隐患。在这样的环境下，对高分子材料进行阻燃改性显得特别重要。传统使用的卤素阻燃剂具有较高的阻燃效率，是目前使用最多的阻燃材料，但是含卤阻燃剂在阻燃的过程中会产生二噁英等有毒物质，且发烟量大，危害极大，严重破坏生态，污染环境，随着人们环保意识的增强，卤系阻燃剂受到了严峻的挑战，各国也相应加大了对无卤阻燃剂的开发，其中无卤膨胀型阻燃剂就是解决的对策之一。

膨胀型阻燃剂是现代发展极快的一类环保型阻燃剂，它以磷、氮为主要活性组成，不含卤素。高温时，膨胀型阻燃剂在高分子材料表面形成致密的炭层，可以隔绝氧气和热量，并且生烟量少，不产生有毒有害气体，阻燃效果良好。三聚氰胺聚磷酸盐(melaminepolyphosphate，简称MPP)是一种磷-氮膨胀型阻燃剂，具有热稳定性好、阻燃性能优异、与基材的相容性好、无卤、低烟和低毒等特点，被广泛的应用于塑料、树脂和聚氨酯弹性体等领域，特别适合在较高温度下加工的工程塑料，例如玻纤增强的尼龙66、尼龙46和聚酯等高分子材料。其常见的合成方法是由磷酸与三聚氰胺在水溶液或有机溶剂(甲醇、冰醋酸)体系中制备聚磷酸三聚氰胺，例如专利CN 102977043A是将三聚氰胺分散到有机溶剂中并加热到80～110℃，在搅拌下加入聚磷酸，反应保温1～4h后冷却至室温，过滤烘干得到聚磷酸三聚氰胺盐产品，然而，该方法发明的缺点在于反应放热，反应温度升高过快，控制不当时易产生燃烧、爆炸的潜在危险，且工艺成本很高，大大限制了其应用。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出多聚氰胺聚磷酸盐及其制备方法。该制备方法采用固相合成来获得多聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂，同时利用稳定剂、分散剂、催化剂来促进原料反应充分、均匀进行，防止磷酸、氨气过早逸出，改善煅烧过程中的严重烧结现象，大大提高阻燃剂的聚合度，不仅简捷、高效、无卤，对环境友好，而且成本低，具有良好的经济效益。

根据本发明的第一个方面，本发明提出了一种制备多聚氰胺聚磷酸盐的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将氮源和磷源混合研磨，并在所述研磨过程中加入稳定剂、分散剂和催化剂，以便得到前驱体；

(2)对所述前驱体进行煅烧处理，以便使所述氮源和磷源反应得到多聚氰胺聚磷酸盐，

其中，所述稳定剂适于减少所述氮源和磷源的热分解损失，所述分散剂适于防止多聚氰胺聚磷酸盐团聚，所述催化剂适于加速反应速率和提高多聚氰胺聚磷酸盐的聚合度。

本发明上述实施例的制备多聚氰胺聚磷酸盐的方法具有以下优点：1、与普通的固相法相比，采用固相-催化聚合方法使得反应更加充分，产率高，简单有效，成本低，无污染，适合于工业化生产；2、通过加入稳定剂、分散剂、催化剂，可以使得原料在煅烧过程中反应充分、均匀，防止磷酸、氨气过早逸出，改善煅烧过程中的严重烧结现象，大大提高阻燃剂的聚合度；3、制得的多聚氰胺聚磷酸盐热稳定性好，能经得起聚合物在加工过程中200℃以上的高温，且制得的多聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂与高聚物有良好的相容性。

另外，根据本发明上述实施例的制备多聚氰胺聚磷酸盐的方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，所述氮源和磷源的摩尔比为(1.05～1.5)：1。

在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，所述氮源具有氰基和胺基，所述磷源具有磷酸根或同时具有磷酸根和氨基。

在本发明的一些实施例中，步骤(1)中，基于所述氮源、所述磷源、所述稳定剂、所述分散剂和所述催化剂的总质量，所述稳定剂的添加量为0.1～5wt％、所述分散剂的添加量为0.1～5wt％、所述催化剂的添加量为1～5wt％。

在本发明的一些实施例中，所述稳定剂的添加量为2.5～4wt％、所述分散剂的添加量为2.5～4wt％、所述催化剂的添加量为4～5wt％。

在本发明的一些实施例中，步骤(1)至少满足以下条件之一：所述氮源为选自二聚氰胺、三聚氰胺、多聚氰胺和胍中的至少之一；所述磷源为选自磷酸、磷酸铵、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵、四丁基六氟磷酸铵和十四烷基三甲基磷酸铵中的至少之一；所述稳定剂为选自硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钡、丹桂酸钡和蓖麻酸锌中的至少之一；所述分散剂为选自甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇和聚乙二醇中的至少之一；所述催化剂为选自乙酸钴、乙酸锰、乙酸锌、无水氯化铝、三氧化钼和三氯化铬中的至少之一。

在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，所述煅烧处理是在200～400℃下保持1～2h。

在本发明的一些实施例中，所述煅烧处理的升温过程包括：以0.5～1.5℃/min的升温速率升温0.8～1.2h，之后以2.5～5.5℃/min的升温速率升温至200～400℃。

在本发明的一些实施例中，步骤(2)中，所述多聚氰胺聚磷酸盐的聚合度为150～200。

根据本发明的第二个方面，本发明提出了一种采用上述制备多聚氰胺聚磷酸盐的方法制备得到的多聚氰胺聚磷酸盐。与现有技术相比，该多聚氰胺聚磷酸盐热稳定性更好，能经得起聚合物在加工过程中200℃以上的高温，且作为阻燃剂使用时与高聚物有良好的相容性。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的制备多聚氰胺聚磷酸盐的方法流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明的第一个方面，本发明提出了一种制备多聚氰胺聚磷酸盐的方法。根据本发明的实施例，如图1所示，该方法包括：(1)将氮源和磷源混合研磨，并在研磨过程中加入稳定剂、分散剂和催化剂，以便得到前驱体；(2)对前驱体进行煅烧处理，以便使氮源和磷源反应得到多聚氰胺聚磷酸盐，其中，稳定剂适于减少氮源和磷源的热分解损失，分散剂适于防止多聚氰胺聚磷酸盐团聚，催化剂适于加速反应速率和提高多聚氰胺聚磷酸盐的聚合度。该制备方法采用固相合成来获得多聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂，同时利用稳定剂、分散剂、催化剂来促进原料反应充分、均匀进行，防止磷酸、氨气过早逸出，改善煅烧过程中的严重烧结现象，大大提高阻燃剂的聚合度，不仅简捷、高效、无卤，对环境友好，而且成本低，具有良好的经济效益。

下面对本发明上述实施例的制备多聚氰胺聚磷酸盐的方法进行详细描述。

S100:将氮源和磷源混合研磨，并在研磨过程中加入稳定剂、分散剂和催化剂，得到前驱体

根据本发明的实施例，可以将反应原料氮源和磷源置于研磨器中充分研磨，在研磨过程中加入一定量的稳定剂、分散剂、催化剂继续研磨，其中稳定剂用于减少反应过程中原材料氮源和磷源的热分解损失，分散剂用于防止产物的团聚，催化剂用于催化聚合加速反应速率和提高聚合度，由此不仅可以促进原料反应充分、均匀进行，防止磷酸、氨气过早逸出，还能改善煅烧过程中的严重烧结现象，大大提高阻燃剂的聚合度。

根据本发明的一个具体实施例，氮源和磷源的摩尔比可以为(1.05～1.5)：1，例如可以为1.05/1、1.1/1、1.2/1、1.3/1、1.4/1或1.5/1等，发明人发现，控制氮源和磷源为上述配比范围更有利于提高原料的转化率和产品品质。进一步地，研磨时间可以为0.5～2h，例如可以为0.5h、0.6h、0.8h、1h、1.5h或2h等，由此可以使氮源、磷源以及稳定剂、分散剂、催化剂充分混合；优选地，可以预先将氮源和磷源置于研磨器中研磨0.5～1h，再加入稳定剂、分散剂、催化剂继续研磨0.5～1h。

根据本发明的再一个具体实施例，本发明中采用的氮源可以同时具有氰基和胺基，磷源可以具有磷酸根或可以同时具有磷酸根和氨基，现有研究较多的膨胀型阻燃剂主要为三聚氰胺聚磷酸盐，而本申请的发明人发现，只要氮源和磷源满足上述条件即可获得膨胀型阻燃剂，除三聚氰胺聚磷酸盐外，还可以包括单聚氰胺聚磷酸盐、二聚氰胺聚磷酸盐等其它现有技术中尚未研究的阻燃剂类型，由此采用上述氮源和磷源作为原料不仅更有利于氮源和磷源发生聚合反应得到多聚氰胺聚磷酸盐，同时提高多聚氰胺聚磷酸盐的聚合度，还能拓宽膨胀型阻燃剂的类型和原料来源。优选地，氮源可以为选自二聚氰胺、三聚氰胺、多聚氰胺和胍中的至少之一；磷源可以为选自磷酸、磷酸铵、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵、四丁基六氟磷酸铵和十四烷基三甲基磷酸铵中的至少之一，上述氮源和磷源来源丰富，原料中氮源、磷源含量较其它氮源和磷源相比含量多，聚合反应效果优良，拓宽了传统合成原料的种类。

根据本发明的又一个具体实施例，基于氮源、磷源、稳定剂、分散剂和催化剂的总质量，稳定剂的添加量可以为0.1～5wt％，例如可以为0.1wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％或5wt％等；分散剂的添加量可以为0.1～5wt％，例如可以为0.1wt％、0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％或5wt％等；催化剂的添加量可以为1～5wt％，例如可以为1wt％、1.5wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、4.5wt％或5wt％等。发明人发现，随着稳定剂、分散剂和催化剂的加入，产物的热分解损失、多聚氰胺聚磷酸盐团聚、反应速率均有明显的改善，稳定剂，分散剂以及催化剂在反应研磨过程和加热反应过程中均匀分布在反应物表面并与反应物有效结合，能够减少氨气等气体快速分解，使反应的接触面积增加从而使得反应更充分等；进一步地，发明人还发现，若稳定剂含量过低对减少反应过程中原材料热分解损失的作用不明显，若稳定剂含量过高又会影响产品的阻燃效果；同时，若分散剂含量过低则煅烧过程中团聚现象仍然比较严重，若催化剂含量过低不仅反应缓慢且无法起到有效的聚合催化反应效果，而若分散剂或催化剂含量高均会影响产品的阻燃效果，本发明中通过控制稳定剂、分散剂和催化剂为上述添加范围，可以在对产品阻燃效果不产生明显负面影响的基础上明显降低氮源和磷源在反应过程中的热分解损失，同时能够显著改善煅烧过程中的严重烧结现象并提高反应速率和多聚氰胺聚磷酸盐的聚合度。

根据本发明的又一个具体实施例，稳定剂的添加量可以为2.5～4wt％、分散剂的添加量可以为2.5～4wt％、催化剂的添加量可以为4～5wt％，发明人还发现，稳定剂的添加不仅能降低氮源和磷源的热分解损失，还会影响产品的聚合度，产品聚合度随稳定剂用量的提高呈先升高后下降的趋势。本发明中通过进一步控制稳定剂、分散剂和催化剂为上述添加量范围，可以在对产品阻燃效果不产生明显负面影响的基础上达到更好的降低原料热分解损失、改善烧结现象、提高反应速率和多聚氰胺聚磷酸盐的聚合度的效果。

根据本发明的又一个具体实施例，本发明中稳定剂可以为选自硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钡、丹桂酸钡和蓖麻酸锌中的至少之一；分散剂可以为选自甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇和聚乙二醇中的至少之一；催化剂可以为选自乙酸钴、乙酸锰、乙酸锌、无水氯化铝、三氧化钼和三氯化铬中的至少之一，发明人发现，选用上述来源的稳定剂、分散剂和催化剂对降低氮源和磷源在反应过程中的热分解损失、改善煅烧过程中的烧结现象和提高反应速率及多聚氰胺聚磷酸盐聚合度的作用效果更好。

S200:对前驱体进行煅烧处理，使氮源和磷源反应得到多聚氰胺聚磷酸盐

根据本发明的实施例，对前驱体进行煅烧处理时，氮源和磷源发生聚合反应得到膨胀型阻燃剂多聚氰胺聚磷酸盐。其中，煅烧处理的温度可以为200～400℃，例如可以为200℃、240℃、280℃、320℃、360℃或400℃等，时间可以为1～2h，例如可以为1h、1.2h、1.4h、1.6h、1.8h或2h等，发明人发现，多聚氰胺聚磷酸盐的聚合度随反应温度的升高而变大，但反应温度越高副反应也越多，并且，若反应时间过短，原料难以充分反应，本发明中通过控制上述煅烧处理条件，既能使原料充分、均匀反应，还能避免过多的副反应，并使多聚氰胺聚磷酸盐具有较高的聚合度，从而能够显著提高产品品质。

根据本发明的一个具体实施例，煅烧处理的升温过程可以包括：以0.5～1.5℃/min的升温速率升温0.8～1.2h，之后以2.5～5.5℃/min的升温速率升温至200～400℃，例如前一个小时可以以0.5～1.5℃/min的升温速率升温，第二个小时可以以2.5～5.5℃/min升温速率升温，再维持温度1～2h，最后冷却至室温取出产品。本发明中通过在前期以低升温速率升温可以确保聚合反应缓慢、充分进行，接下来提高温升速率可以快速达到下阶段反应所需温度。

根据本发明的再一个具体实施例，多聚氰胺聚磷酸盐的聚合度可以为150～200。发明人发现，通过采用本申请中的固相反应工艺并配合稳定剂、分散剂、催化剂的使用，可以使多聚氰胺聚磷酸盐的聚合度达到150～200，进一步地，还可以通过控制煅烧处理条件和稳定剂、分散剂、催化剂的用量来进一步调节多聚氰胺聚磷酸盐的聚合度，例如可以使煅烧处理的温度为200～400℃、时间为1～2h，稳定剂的添加量为2.5～4wt％、分散剂的添加量为2.5～4wt％、催化剂的添加量为4～5wt％，由此可以获得综合性能更好的阻燃产品。更优选地，可以使稳定剂的添加量为3.5±0.2wt％、分散剂的添加量为3.5±0.2wt％、催化剂的添加量为5±0.2wt％，发明人发现，在该稳定剂、分散剂、催化剂的用量下可以达到最佳的综合效果。

综上所述，本发明上述实施例的制备多聚氰胺聚磷酸盐的方法具有以下优点：1、与普通的固相法相比，采用固相-催化聚合方法使得反应更加充分，产率高，简单有效，成本低，无污染，适合于工业化生产；2、通过加入稳定剂、分散剂、催化剂，可以使得原料在煅烧过程中反应充分、均匀，防止磷酸、氨气过早逸出，改善煅烧过程中的严重烧结现象，大大提高阻燃剂的聚合度；3、制得的多聚氰胺聚磷酸盐热稳定性好，能经得起聚合物在加工过程中200℃以上的高温，且制得的多聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂与高聚物有良好的相容性。

根据本发明的第二个方面，本发明提出了一种采用上述制备多聚氰胺聚磷酸盐的方法制备得到的多聚氰胺聚磷酸盐。与现有技术相比，该多聚氰胺聚磷酸盐热稳定性更好，能经得起聚合物在加工过程中200℃以上的高温，且作为阻燃剂使用时与高聚物有良好的相容性。需要说明的是，针对上述制备多聚氰胺聚磷酸盐的方法所描述的特征及效果同样适用于该多聚氰胺聚磷酸盐，此处不再一一赘述。

下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

对比例1

称取132g二聚氰胺、115g磷酸置于研磨器中混合并充分研磨，研磨0.5～1h颗粒均匀即可，将上诉前驱体放入马弗炉中进行煅烧，前一个小时以0.5～1.5℃/min升温速率升温，第二个小时以2.5～5.5℃/min升温速率升温，达到200℃，再维持温度1～2h，最后冷却至室温取出产品，其中多聚氰胺聚磷酸盐的平均聚合度为145，但产品团聚现象严重，产率为80％。将该多聚氰胺聚磷酸盐与聚乙烯按质量比1:1制备得到的阻燃聚乙烯(PE)极限氧指数LOI为23.5，UL-94：不合格。

实施例1

称取132g二聚氰胺、115g磷酸置于研磨器中混合并充分研磨，研磨0.5～1h颗粒均匀即可，之后依次加入质量分数为0.5％硬脂酸钙、0.5％甲基纤维素和1％乙酸钴继续研磨0.5～1h充分研磨，将上诉前驱体放入马弗炉中进行煅烧，前一个小时以0.5～1.5℃/min升温速率升温，第二个小时以2.5～5.5℃/min升温速率升温，达到200℃，再维持温度1～2h，最后冷却至室温取出产品，其中多聚氰胺聚磷酸盐的平均聚合度为150，产品分散良好，产率85％。将该多聚氰胺聚磷酸盐与聚乙烯按质量比1:1制备得到的阻燃聚乙烯(PE)极限氧指数LOI为24.3，LOI有所提高，UL-94：不合格。

实施例2

称取139g三聚氰胺、115g磷酸铵置于研磨器中混合并充分研磨，研磨0.5～1h颗粒均匀即可，之后依次加入质量分数为1％硬脂酸镁、1％羟乙基纤维素和2％乙酸锰继续研磨0.5～1h充分研磨，将上诉前驱体放入马弗炉中进行煅烧，前一个小时以0.5～1.5℃/min升温速率升温，第二个小时以2.5～5.5℃/min升温速率升温，达到200℃，再维持温度1～2h，最后冷却至室温取出产品，其中多聚氰胺聚磷酸盐的平均聚合度为155，产品团聚现象进一步缓解，产率88％。将该多聚氰胺聚磷酸盐与聚乙烯按质量比1:1制备得到的阻燃聚乙烯(PE)极限氧指数LOI为25.6，UL-94：V-1，阻燃效果提升明显。

实施例3

称取145g三聚氰胺、115g磷酸一氢铵置于研磨器中混合并充分研磨，研磨0.5～1h颗粒均匀即可，之后依次加入质量分数为2％硬脂酸锌、2％羟丙基甲基纤维素和3％乙酸锌继续研磨0.5～1h充分研磨，将上诉前驱体放入马弗炉中进行煅烧，前一个小时以0.5～1.5℃/min升温速率升温，第二个小时以2.5～5.5℃/min升温速率升温，达到300℃，再维持温度1～2h，最后冷却至室温取出产品，其中多聚氰胺聚磷酸盐的平均聚合度为163，产品没有出现烧结现场，产率达到90％。将该多聚氰胺聚磷酸盐与聚乙烯按质量比1:1制备得到的阻燃聚乙烯(PE)极限氧指数LOI为27.5，UL-94：V-0，阻燃效果显著提升。

实施例4

称取158g三聚氰胺、115g磷酸二氢铵置于研磨器中混合并充分研磨，研磨0.5～1h颗粒均匀即可，之后依次加入质量分数为2.5％硬脂酸钡、2.5％十二烷基硫酸钠和3.5％无水氯化铝继续研磨0.5～1h充分研磨，将上诉前驱体放入马弗炉中进行煅烧，前一个小时以0.5～1.5℃/min升温速率升温，第二个小时以2.5～5.5℃/min升温速率升温，达到300℃，再维持温度1～2h，最后冷却至室温取出产品，其中多聚氰胺聚磷酸盐的平均聚合度为170，产品没有出现烧结现场，分散均匀，产率达到92.4％。将该多聚氰胺聚磷酸盐与聚乙烯按质量比1:1制备得到的阻燃聚乙烯(PE)极限氧指数LOI为28.2，UL-94：V-0，阻燃效果显著提升。

实施例5

称取170g三聚氰胺、115g四丁基六氟磷酸铵置于研磨器中混合并充分研磨，研磨0.5～1h颗粒均匀即可，之后依次加入质量分数为3％丹桂酸钡、3％聚乙烯醇和4％三氧化钼继续研磨0.5～1h充分研磨，将上诉前驱体放入马弗炉中进行煅烧，前一个小时以0.5～1.5℃/min升温速率升温，第二个小时以2.5～5.5℃/min升温速率升温，达到400℃，再维持温度1～2h，最后冷却至室温取出产品，其中多聚氰胺聚磷酸盐的平均聚合度为180，产品没有出现烧结现场，分散均匀，产率达到94.3％。将该多聚氰胺聚磷酸盐与聚乙烯按质量比1:1制备得到的阻燃聚乙烯(PE)极限氧指数LOI为28.6，UL-94：V-0，阻燃效果显著提升。

实施例6

称取183g胍、115g十四烷基三甲基磷酸铵置于研磨器中混合并充分研磨，研磨0.5～1h颗粒均匀即可，之后依次加入质量分数为3.5％蓖麻酸锌、3.5％聚乙二醇和5％三氯化铬继续研磨0.5～1h充分研磨，将上诉前驱体放入马弗炉中进行煅烧，前一个小时以0.5～1.5℃/min升温速率升温，第二个小时以2.5～5.5℃/min升温速率升温，达到400℃，再维持温度1～2h，最后冷却至室温取出产品，其中多聚氰胺聚磷酸盐的平均聚合度为195，产品没有出现烧结现场，分散均匀，产率达到95.3％。将该多聚氰胺聚磷酸盐与聚乙烯按质量比1:1制备得到的阻燃聚乙烯(PE)极限氧指数LOI为28.9，UL-94：V-0，阻燃效果最佳。

阻燃效果评价：

在相同条件下对实施例1～6和对比例1获得的产品进行阻燃效果测试，其中测试方法为：按GB/T2406.2-2009测试方案采用HC-2型氧指数仪检测样条的极限氧指数；用CZF-3型垂直燃烧测定仪检测样条的UL-94垂直燃烧性能，阻燃剂添加量50wt％，测试结果见表1：

表1多聚氰胺聚磷酸盐添加量为50wt％的阻燃聚乙烯阻燃效果测试结果

实施例	稳定剂，分散剂，催化剂添加量	LOI/％	UL-94
				对比例1	0％	23.5	不合格
实施例1	0.5％，0.5％，1％	24.3	不合格
				实施例2	1％，1％，2％	25.6	V-1
实施例3	2％，2％，3％	27.5	V-0
				实施例4	2.5％，2.5，3.5％	28.2	V-0
实施例5	3％，3％，4％	28.6	V-0
				实施例6	3.5％，3.5％，5％	28.9	V-0

结论：

综合实施例1～6及对比例1可以看出，在相同条件下，提高稳定剂、分散剂和催化剂的用量可以明显提高多聚氰胺聚磷酸盐的聚合度以及阻燃效果，特别是同时提高煅烧温度和稳定剂、分散剂和催化剂的用量对提升多聚氰胺聚磷酸盐聚合度以及阻燃效果更显著。另外，本发明中添加稳定剂、分散剂和催化剂的使用还可以达到提高产品收率、显著改善产品的团聚现象，同时保证产品具有较好阻燃效果。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种制备多聚氰胺聚磷酸盐的方法，其特征在于，包括：

(1)将氮源和磷源混合研磨，并在所述研磨过程中加入稳定剂、分散剂和催化剂，以便得到前驱体；

(2)对所述前驱体进行煅烧处理，以便使所述氮源和磷源反应得到多聚氰胺聚磷酸盐，

其中，所述氮源为选自二聚氰胺、三聚氰胺、多聚氰胺和胍中的至少之一；

所述磷源为选自磷酸、磷酸铵、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵、四丁基六氟磷酸铵和十四烷基三甲基磷酸铵中的至少之一；

所述稳定剂为选自硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、硬脂酸钡、丹桂酸钡和蓖麻酸锌中的至少之一；

所述分散剂为选自甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇和聚乙二醇中的至少之一；

所述催化剂为选自乙酸钴、乙酸锰、乙酸锌、无水氯化铝、三氧化钼和三氯化铬中的至少之一；

基于所述氮源、所述磷源、所述稳定剂、所述分散剂和所述催化剂的总质量，所述稳定剂的添加量为1～5wt％、所述分散剂的添加量为1～5wt％、所述催化剂的添加量为2～5wt％；

所述稳定剂适于减少所述氮源和磷源的热分解损失，所述分散剂适于防止多聚氰胺聚磷酸盐团聚，所述催化剂适于加速反应速率和提高多聚氰胺聚磷酸盐的聚合度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述氮源和磷源的摩尔比为(1.05～1.5)：1。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述稳定剂的添加量为2.5～4wt％、所述分散剂的添加量为2.5～4wt％、所述催化剂的添加量为4～5wt％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述煅烧处理是在200～400℃下保持1～2h。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述煅烧处理的升温过程包括：以0.5～1.5℃/min的升温速率升温0.8～1.2h，之后以2.5～5.5℃/min的升温速率升温至200～400℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述多聚氰胺聚磷酸盐的聚合度为150～200。

7.一种采用权利要求1～6中任一项所述的方法制备得到的多聚氰胺聚磷酸盐。

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