季戊四醇磷酸蜜胺盐膨胀型阻燃剂的合成.pdf

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1、第38卷第12期化工技术与开发Vo1．38No．122009年12月Technology&DevelopmentofChemicalIndustryDee．2009季戊四醇磷酸蜜胺盐膨胀型阻燃剂的合成李健，付争兵(孝感学院化学与材料科学学院，湖北孝感432100)摘要：采用磷酸、季戊四醇和三聚氰胺为原料，乙二醇为介质，在一定温度和搅拌下合成无卤膨胀型阻燃剂季戊四醇磷酸蜜胺盐，并对产物进行了差热、热失重及红外分析。根据该阻燃剂的膨胀度、剩炭率的测定结果，确定最佳合成条件为：(磷酸)：it／(季戊四醇)：(三聚氰胺)=3：1：2；中间产物季戊四醇磷酸酯中间体的合成温度120℃，合成时

2、间2h；最终产物磷酸酯三聚氰胺盐阻燃剂合成温度100℃。时间4h。关键词：蜜胺盐；膨胀型阻燃剂；合成中图分类号：TQ314．248文献标识码：A文章编号：1671—9905(2009)12．0010-03阻燃剂是用于提高材料的抗燃性，即阻止材料工等优点，具有一定的实践意义。被引燃及抑制火焰传播的助剂。阻燃剂主要用于阻1实验部分燃高分子材料。按阻燃元素种类，阻燃剂常分为卤系、有机磷系及卤一磷系、无卤系。无卤阻燃剂主要1．1主要原料和仪器分两类：一类是以Mg(OH)2、(OH)3为代表的无磷酸(AR)、五氧化二磷(AR)、季戊四醇(CP)、机阻燃剂；另一类是膨胀型阻燃剂。膨胀型阻燃剂

3、三聚氰胺(AR)、乙二醇(AR)。85—2恒温磁力搅拌受热时可形成致密的炭层，通过其绝热隔氧的屏障器、ZD一90永磁直流电动机、NICoIET380红外光作用以阻碍内层基质的热分解与燃烧，因而具有发谱仪、SDTQ6OO差示扫描量热仪。烟量少、无滴落、无有毒气体产生等优点⋯1。1．2阻燃剂的制备本文以磷酸、五氧化二磷制得聚磷酸，然后与季将磷酸、五氧化二磷以一定的比例加入三颈烧戊四醇反应生成季戊四醇磷酸酯中间体，最后中间瓶中，缓慢加热到80℃并恒温搅拌1h，再将体系升体与三聚氰胺交联固化合成了磷酸酯三聚氰胺盐阻温至120℃，分3次加入季戊四醇恒温搅拌2h，生燃剂。本实验合成的磷酸蜜铵

4、盐阻燃剂通过设计把成酯中间产物，然后加入三聚氰胺的乙二醇溶液在传统的“三源”合成到一个大分子中，与传统的磷酸100℃下反应4h即得最终产物。最终产物经多次蜜胺盐与季戊四醇复配的膨胀型阻燃剂相比，具有去离子水水洗并抽滤，使母液pH值为6～7后真空热分解温度适中，阻燃效率高，抗拉强度高，适于加干燥装袋备用。2r叫0H+HC。-明0H一—一HP<＼0卜_CH2／><Ⅶ2—P．叫OHHO--／o—c～／+，2—xO__CH21xH2N、OO，NH2二o一L基金项目：孝感学院2009年度科学研究项目(Z2009013)收稿日期：2o09—08．05第12期李健等：季戊四醇磷酸蜜胺盐膨胀型阻

5、燃剂的合成111．3阻燃剂的膨胀度和剩炭率的测定消耗，总酸值降低，但达到一定值后，很长时间不会准确称取0．5g阻燃剂，放人50mL坩锅中，置有大幅度的变化，反应可能已经趋于平衡，因而适宜于马弗炉中升温至400℃，保温20min，测量其膨胀的反应时间为2h。体积和剩炭量，计算其膨胀度和剩炭率。2．3反应温度对最终产物的影响膨胀度=龃化图1为反应时间4h，(磷酸)：，z(季戊四醇)：(三聚氰胺)=3：1：2时，反应温度对产物剩炭率的剩炭率=搓量重量影响。由图1可以直观地看出，反应温度控制在1．4阻燃剂的红外光谱测试100～120℃，反应较完全，此时剩炭率较高。用傅立叶红外光谱仪上测定

6、样品的红外光谱特性，测定波长范围为4000~400cn-i．_。，测定精度为1crrl一1。1．5阻燃剂的DSC／，I测试差示扫描量热仪的DSC技术测试合成的典型样品的热稳定性，条件为：温度范围35～6oo℃、升温速率10℃·min一、氮气氛围。口石、学II。电B=)、罩宣嗣∞嚣弱勰∞暑s2结果及讨论∞勰；8∞gs孔∞叫)咖Ⅱe，℃2．1温度对中间产物合成的影响图1反应温度对最终产物剩炭率的影响按(磷酸)：，z(季戊四醇)=2：1，反应时间一2．4反应时间对最终产物的影响定，观察不同温度下的现象，结果见表1。图2为反应温度100℃，，z(磷酸)：，z(季戊四表1温度对中间产物合成

7、的影响醇)：咒(三聚氰胺)=3：1：2时，反应时间对产物剩炭温度／'C反应现象率的影响。由图2直观看出，反应时间控制在4～56o季戊四醇不反应h反应比较完全，剩炭率也高。8O季戊四醇反应不完全，粘稠状100白色粘稠乳液，有季戊四醇析出120淡黄色粘稠液体，季戊四醇反应完全140棕色粘稠液体，酯部分碳化合成中间体是生成酯的过程，反应为吸热反应，同时也有水生成，提高温度一方面可以加快反应速度，另一方面有利于水的排出使反应向着生成酯的方向进行，但温度不能过高，否则酯将部分脱水碳化，使产