(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 107936296 A(43)申请公布日 2018.04.20
(21)申请号 201711232629.9(22)申请日 2017.11.30
(71)申请人 广东顺德同程新材料科技有限公司
地址 528300 广东省佛山市顺德区大良五
沙新悦路9号3座之二厂房（顺德工业园金桥工业城内）(72)发明人 罗海荣 黄仁义 程飞 (51)Int.Cl.
C08K 9/10(2006.01)C08K 9/04(2006.01)C08K 3/32(2006.01)
权利要求书1页 说明书4页 附图1页
(54)发明名称
一种改性次磷酸铝阻燃剂及制备方法(57)摘要
本发明涉及阻燃剂领域，特别涉及一种改性次磷酸铝阻燃剂，其包括以下步骤：1）将次磷酸铝、分散剂加入到反应釜，充分搅拌，使溶液分散均匀；2）加入粘合剂、改性剂，升温搅拌充分反应，得到粗产品；3）粗产品经洗涤、过滤、干燥后得到，即改性次磷酸铝阻燃剂。本发明制备的改性次磷酸铝能有效改善次磷酸铝耐热性差、相容性差以及分散性差等问题。
CN 107936296 ACN 107936296 A
权 利 要 求 书
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1.一种改性次磷酸铝阻燃剂，其特征在于，包括如下重量份的各物质：次磷酸铝 100份分散剂 1-10份粘合剂 0.1-20份改性剂 1-50份；其中，粘合剂选用改性蜡、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、环氧树脂、聚丙烯酸酯中的一种或任意质量比的多种；
改性剂选用三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺、均对甲酰基苯氧基三嗪、苯基哌嗪、聚磷酸三聚氰胺盐、六氨基环三磷腈、六苯胺基环三磷腈、氰尿酸、2,4-二氨基-6-羟乙氨基三嗪中的一种或任意质量比的多种。
2.根据权利要求1所述的一种改性次磷酸铝阻燃剂，其特征在于，分散剂选用十二烷基苯磺酸钠、苯乙烯-顺丁烯二酸酐、柠檬酸、己烯基双硬脂酰胺、十二烷基硫酸钠、三聚磷酸钠中的一种或任意质量比的多种。
3.根据权利要求1所述的一种改性次磷酸铝阻燃剂，其特征在于，粘合剂的重量份选用0.5-10份。
4.根据权利要求1所述的一种改性次磷酸铝阻燃剂，其特征在于，分散剂的重量份选用1-5份。
5.一种如权1-4任一所述的改性次磷酸铝阻燃剂的制备方法，其特征在于，其是采用如下方法制备而成的，包括以下步骤：
步骤一、将次磷酸铝加入水中，然后加入分散剂，搅拌，使溶液分散均匀；步骤二、加入配比量的粘合剂、改性剂，升温至60～180℃，搅拌反应2～12h，得到粗产品；
步骤三、粗产品经洗涤、过滤、干燥后得到改性次磷酸铝阻燃剂。6.根据权利要5所述的一种改性次磷酸铝阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤二具体的为加入配比量的改性剂并加热至60-90℃，搅拌，加入配比例量的粘合剂在80-180℃下搅拌反应6～12h，得到粗产品。
7.根据权利要5所述的一种改性次磷酸铝阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤三中干燥的温度为70～150℃。
8.根据权利要5所述的一种改性次磷酸铝阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤三中干燥的温度为80-130℃。
9.根据权利要5所述的一种改性次磷酸铝阻燃剂的制备方法，其特征在于，在洗涤前对粗产品进行离心处理，离心温度为20-60℃。
10.根据权利要5所述的一种改性次磷酸铝阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤一中搅拌时间为0.5-2h。
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CN 107936296 A
说 明 书
一种改性次磷酸铝阻燃剂及制备方法
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技术领域
[0001]本发明涉及阻燃剂领域，特别涉及一种改性次磷酸铝阻燃剂及制备方法。背景技术
[0002]近年来，高分子材料的应用越来越广泛，在电子电器、汽车、建筑、纺织、航天航空等领域均存在广泛应用。然而，由于高分子材料燃点低，存在严重的火灾隐患，为解决这一问题，在高分子材料中添加阻燃剂是最常用的方法。传统卤系阻燃剂阻燃的高分子材料在燃烧时存在发烟量大、气体有毒等缺点，已经被许多国家禁用。因此研究和开发环境友好型的高效的无卤阻燃剂对于发展高性能高分子阻燃材料具有非常重要的应用价值。[0003]次磷酸铝具有含磷量高、分解温度高、阻燃效率高等优点，是一款广泛用于工程塑料的无卤阻燃剂。次磷酸铝应用在工程塑料上有良好的阻燃效果，主要以凝聚相阻燃机理发挥阻燃作用，相对于其它磷系阻燃剂，次磷酸铝具有添加量少，吸湿性小等特点。但是次磷酸铝属于无机类阻燃剂，不可避免的存在与聚合物相容性差，在高分子材料中分散不均匀等缺陷，而且由于其耐热性差，在工程塑料的加工过程中容易发生自燃，存在安全隐患。目前关于如何解决此类性能缺陷的报告很少，因此，本发明对次磷酸铝进行改性，以期改善次磷酸铝存在的性能缺陷。
发明内容
[0004]本发明提供过一种改性次磷酸铝阻燃剂及制备方法，其能有效改善次磷酸铝耐热性差、相容性差以及分散性差等问题。[0005]为实现上述技术目的，本发明采取具体的技术方案为，一种改性次磷酸铝阻燃剂，包括如下重量份的各物质：
次磷酸铝 100份分散剂 1-10份粘合剂 0.1-20份改性剂 1-50份；其中，粘合剂选用改性蜡、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、环氧树脂、聚丙烯酸酯中的一种或任意质量比的多种；
改性剂选用三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺、均对甲酰基苯氧基三嗪、苯基哌嗪、聚磷酸三聚氰胺盐、六氨基环三磷腈、六苯胺基环三磷腈、氰尿酸、2,4-二氨基-6-羟乙氨基三嗪中的一种或任意质量比的多种。
[0006]作为本发明改进的技术方案，分散剂选用十二烷基苯磺酸钠、苯乙烯-顺丁烯二酸酐、柠檬酸、己烯基双硬脂酰胺、十二烷基硫酸钠、三聚磷酸钠中的一种或任意质量比的多种。[0007]作为本发明改进的技术方案，粘合剂的重量份选用0.5-10份。[0008]作为本发明改进的技术方案，分散剂的重量份选用1-5份。[0009]作为本发明改进的技术方案，其是采用如下方法制备而成的，包括以下步骤：
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CN 107936296 A
说 明 书
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步骤一、将次磷酸铝加入水中，然后加入分散剂，搅拌，使溶液分散均匀；步骤二、加入配比量的粘合剂、改性剂，升温至60～180℃，搅拌反应2～12h，得到粗产品；步骤三、粗产品经洗涤、过滤、干燥后得到改性次磷酸铝阻燃剂。[0010]作为本发明改进的技术方案，步骤二具体的为加入配比量的改性剂并加热至60-90℃，搅拌，加入配比例量的粘合剂在80-180℃下搅拌反应6～12h，得到粗产品。[0011]作为本发明改进的技术方案，步骤三中干燥的温度为70～150℃。[0012]作为本发明改进的技术方案步骤三中干燥的温度为80-130℃。[0013]作为本发明改进的技术方案，还包括在洗涤前对粗产品进行离心处理，离心温度为30-50℃。
[0014]作为本发明改进的技术方案，步骤一种搅拌时间为0.5-2h。[0015]本发明的有益效果是：
具体的为采用大分子物质为改性剂包覆次磷酸铝形成有效的保护膜，在应用中避免了次磷酸铝与高分子材料直接接触，大分子物质与高分子材料能因相似相容原理具有较好的熔融分散效果，进而使得次磷酸铝均匀的分散于高分子材料中；
另外，选用粘合剂、分散剂以及改性剂改性次磷酸铝，其不仅对次磷酸铝起到包覆作用，还有因为有机物自身的特性起到降低次磷酸铝起火自燃的目的；而本申请的配方中严格控制各物质的配比，因此不会影响次磷酸铝的阻燃效果。[0016]综上，1、本发明通过在反应过程中加入分散剂，避免反应体系团聚结块，使表面包覆改性效率大大提高；
2、本发明通过对次磷酸铝进行改性，降低了阻燃剂的表面极性，从而改善了阻燃剂与基材的分散性及相容性，提高了阻燃效率；
3、本发明通过对次磷酸铝进行改性，提高了次磷酸铝的耐热性能，使其不易自燃，极大提高了次磷酸铝在生产运输过程中的安全性；
4、本发明制备方法工艺简单易行，反应周期短，产率高，环保无污染，得到的产品具有良好的应用前景。
附图说明
[0017]图1为实施例1的改性次磷酸铝阻燃剂1的红外图谱；
图2为实施例1的改性次磷酸铝阻燃剂1的热失重图谱。
具体实施方式
[0018]下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019]一种改性次磷酸铝阻燃剂，包括如下重量份的各物质：
次磷酸铝 100份分散剂 1-10份，优选为1-5份；粘合剂0.1-20份，优先为0.5-10份；
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CN 107936296 A
说 明 书
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改性剂1-50份；其中，粘合剂选用改性蜡、聚乙烯醇、羧甲基纤维素、环氧树脂、聚丙烯酸酯中的一种或任意质量比的多种；
改性剂选用三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺、均对甲酰基苯氧基三嗪、苯基哌嗪、聚磷酸三聚氰胺盐、六氨基环三磷腈、六苯胺基环三磷腈、氰尿酸、2,4-二氨基-6-羟乙氨基三嗪中的一种或任意质量比的多种；
分散剂选用十二烷基苯磺酸钠、苯乙烯-顺丁烯二酸酐、柠檬酸、己烯基双硬脂酰胺、十二烷基硫酸钠、三聚磷酸钠中的一种或任意质量比的多种。[0020]一种改性次磷酸铝阻燃剂，其是采用如下方法制备而成的，包括以下步骤：
步骤一、将次磷酸铝溶于水中，然后加入分散剂，搅拌（优选为0.5-2h），使溶液分散均匀；
步骤二、加入配比量的粘合剂与改性剂，升温60～180℃，搅拌反应2～12h，得到粗产品；步骤二具体的为加入配比量的改性剂并加热至60-90℃，搅拌，加入配比例量的粘合剂在80-180℃下搅拌反应6～12h，得到粗产品；
步骤三、粗产品经洗涤、过滤、干燥（干燥温度选为70-150℃，优选为80～130℃）后得到改性次磷酸铝阻燃剂。[0021]进一步地，还包括在洗涤前对粗产品进行离心处理，离心温度为20-60℃。[0022]作为本发明改进的技术方案，步骤一中搅拌时间为0.5-2h。[0023]下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明。[0024]实施例1：
在带有搅拌桨和回流装置的200L高压反应釜中，加入150L纯水和30kg次磷酸铝，开启搅拌，然后加入0.5kg十二烷基硫酸钠，搅拌1小时后，再加入5kg三聚氰胺氰尿酸盐、0.3kg三聚氰胺及0.178kg氰尿酸，搅拌升温至80℃，最后滴加6kg聚丙烯酸酯，滴加完后升温至180℃恒温搅拌反应8小时，反应结束后，将溶液降温至40℃进行离心处理，并用纯水洗涤两次，最后把离心所得固体放置在130℃烘箱内烘干，即得目标产物改性次磷酸铝1，产品收率为97.88%。本实施例制备的改性次磷酸铝红外图谱如图1所示，热失重图谱如图2所示。[0025]实施例2：
在带有搅拌桨和回流装置的1000L搪瓷反应釜中，加入850L纯水和125kg次磷酸铝，开启搅拌，然后加入6.25kg柠檬酸，搅拌2小时后，再加入62.5kg聚磷酸三聚氰胺盐，搅拌升温至90℃，最后加入12.5kg改性蜡，滴加完后恒温搅拌反应12小时，反应结束后，将溶液降温至35℃进行离心处理，并用纯水洗涤两次，最后把离心所得固体放置80℃烘箱内烘干，即得目标产物改性次磷酸铝2，产品收率为98.5%。[0026]实施例3：
在带有搅拌桨和回流装置的5L四口烧瓶中，加入3.5L纯水和350g次磷酸铝，开启搅拌，然后加入9g十二烷基苯磺酸钠，搅拌0.5小时后，再加入90g六氨基环三磷腈，搅拌升温至60℃，最后滴加18g环氧树脂，滴加完后升温至85℃搅拌反应10小时，反应结束后，将溶液降温至60℃以下进行离心处理，并用纯水洗涤两次，最后把离心所得固体放置120℃烘箱内烘干，即得目标产物改性次磷酸铝3，产品收率为96.91%。[0027]实施例4：
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说 明 书
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在带有搅拌桨和回流装置的20L四口烧瓶中，加入15L纯水和2500g次磷酸铝，开启搅拌，然后加入25g三聚磷酸钠，搅拌1.5小时后，再加入10g苯基哌嗪与15g六氨基环三磷腈，搅拌升温至75℃，最后加入125g聚乙烯醇，滴加完后升温至105℃搅拌反应6小时，反应结束后，将溶液降温至20℃进行离心处理，并用纯水洗涤两次，最后把离心所得固体放置150℃烘箱内烘干，即得目标产物改性次磷酸铝4，产品收率为93.76%。[0028]实施例5：
在带有搅拌桨和回流装置的50L四口烧瓶中，加入45L纯水和6kg次磷酸铝，开启搅拌，然后加入0.2kg苯乙烯-顺丁烯二酸酐、0.2柠檬酸与0.2己烯基双硬脂酰胺，搅拌1小时后，再加入0.78kg均对甲酰基苯氧基三嗪及0.12kg 2,4-二氨基-6-羟乙氨基三嗪，搅拌升温至80℃，最后加入0.006kg羧甲基纤维素，滴加完后升温至100℃搅拌反应8小时，反应结束后，将溶液降温至40℃进行离心处理，并用纯水洗涤两次，最后把离心所得固体放置70℃烘箱内烘干，即得目标产物改性次磷酸铝5，产品收率为95.18%。[0029]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
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说 明 书 附 图
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