一种无卤阻燃剂与阻燃ABS塑料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种无卤阻燃剂与阻燃ABS塑料及其制备方法；通过亚磷酸分子与甲醛和甘氨酸发生Mannich反应生产有机膦酸，有机膦酸易于与钙离子生成钙盐，然后与含有较多氮的三聚氰胺反应生成无卤阻燃剂；所述阻燃ABS塑料由以下重量百分比的组分组成：ABS塑料88%～99%，无卤阻燃剂Ca

Halogen free flame retardant and flame retardant ABS plastic and preparation method thereof

The invention discloses a halogen-free flame retardant and fire retardant ABS plastic and preparation method thereof; the Mannich reaction of organic phosphonic acid production by phosphite molecules with formaldehyde and glycine, organic phosphonic acid is easy to generate calcium salt and calcium ion, and melamine containing more nitrogen into the reaction of halogen free flame retardant; the flame retardant ABS plastic is composed of the following components in weight percentage: 88% to 99% ABS plastic, halogen-free flame retardant Ca

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃剂与阻燃ABS塑料及其制备方法
本专利技术属于高分子复合材料领域，具体涉及一种无卤阻燃剂与阻燃ABS塑料及其制备方法。
技术介绍
近年来，高分子材料逐步取代传统材料不断涌入人们的生活，其中聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）塑料制品由于其独特的性能被广泛应用于汽车、电器、办公用品等方面，给人们的生活带来了极大的方便，但其易燃的性质也给人们带来了很大的威胁。为了解决ABS塑料易燃的问题，阻燃剂应运而生，传统的无机阻燃剂只有添加量大的情况下才有明显的阻燃效果，但大量添加无机阻燃剂使得塑料制品力学性能急剧下降，进而影响塑料制品的使用；卤系阻燃剂在较少添加量的情况下阻燃效果明显，但近年来人们对环保的要求使得卤系阻燃剂备受质疑。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种无卤阻燃剂与阻燃ABS塑料及其制备方法，无卤阻燃剂少量添加至ABS塑料中即具有良好的阻燃性能，并且无环境污染。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种无卤阻燃剂，所述无卤阻燃剂的制备方法包括以下步骤：（1）将甘氨酸、甲醛和亚磷酸在浓盐酸的催化下、100～120℃回流反应制得有机膦酸[(HO)2OPCH2]2NCH2COOH；（2）将步骤（1）制得的有机膦酸[(HO)2OPCH2]2NCH2COOH与CaCl3在水中、70～90℃下反应1～2h制得有机膦酸钙Ca2[(O3PCH2)2NCH2COOH]；（3）将步骤（2）制得的有机膦酸钙Ca2[(O3PCH2)2NCH2COOH]与三聚氰胺反应，制得无卤阻燃剂Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC3N3(NH2)2]。所述无卤阻燃剂Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC3N3(NH2)2]的平均粒径为30～90nm。一种应用上述无卤阻燃剂的阻燃ABS塑料，所述阻燃ABS塑料由以下重量百分比的组分组成：ABS塑料88%～99%，无卤阻燃剂Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC3N3(NH2)2]1%～12%。作为优选的技术方案，所述阻燃ABS塑料由以下重量百分比的组分组成：ABS塑料93%，无卤阻燃剂Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC3N3(NH2)2]7%。上述阻燃ABS塑料的制备方法，包括以下步骤：（1）将无卤阻燃剂Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC3N3(NH2)2]和ABS塑料按比例加入搅拌机中，以每分钟40～60转的速度在室温下搅拌10～20min；（2）将步骤（1）制得的混合料用双螺杆挤出机挤出、造粒，得到阻燃ABS塑料。本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过亚磷酸分子与甲醛和甘氨酸发生Mannich反应生产有机膦酸，有机膦酸易于与钙离子生成钙盐，然后与含有较多氮的三聚氰胺反应生成无卤阻燃剂，该无卤阻燃剂复合到ABS塑料中，只需少量添加即具有良好的阻燃性能，并且无环境污染。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面将对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。实施例1由以下步骤制备无卤阻燃剂：（1）将甘氨酸、甲醛和亚磷酸在浓盐酸的催化下、110℃回流反应制得有机膦酸[(HO)2OPCH2]2NCH2COOH；（2）将步骤（1）制得的有机膦酸[(HO)2OPCH2]2NCH2COOH与CaCl3在水中、80℃下反应2h制得有机膦酸钙Ca2[(O3PCH2)2NCH2COOH]；（3）将步骤（2）制得的有机膦酸钙Ca2[(O3PCH2)2NCH2COOH]与三聚氰胺反应，制得无卤阻燃剂Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC3N3(NH2)2]，其平均粒径为30～90nm。本实施例的阻燃ABS塑料，由以下重量百分比的组分组成：ABS塑料99%，无卤阻燃剂Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC3N3(NH2)2]1%。本实施例的阻燃ABS塑料的制备方法，包括以下步骤：（1）将无卤阻燃剂Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC3N3(NH2)2]和ABS塑料按比例加入搅拌机中，以每分钟50转的速度在室温下搅拌20min；（2）将步骤（1）制得的混合料用双螺杆挤出机挤出、造粒，得到阻燃ABS塑料。实施例2本实施例的阻燃ABS塑料，由以下重量百分比的组分组成：ABS塑料97%，无卤阻燃剂Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC3N3(NH2)2]3%。无卤阻燃剂及阻燃ABS塑料的制备方法与实施例1相同。实施例3本实施例的阻燃ABS塑料，由以下重量百分比的组分组成：ABS塑料95%，无卤阻燃剂Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC3N3(NH2)2]5%。无卤阻燃剂及阻燃ABS塑料的制备方法与实施例1相同。实施例4本实施例的阻燃ABS塑料，由以下重量百分比的组分组成：ABS塑料93%，无卤阻燃剂Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC3N3(NH2)2]7%。无卤阻燃剂及阻燃ABS塑料的制备方法与实施例1相同。实施例5本实施例的阻燃ABS塑料，由以下重量百分比的组分组成：ABS塑料91%，无卤阻燃剂Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC3N3(NH2)2]9%。无卤阻燃剂及阻燃ABS塑料的制备方法与实施例1相同。实施例6本实施例的阻燃ABS塑料，由以下重量百分比的组分组成：ABS塑料88%，无卤阻燃剂Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC3N3(NH2)2]12%。无卤阻燃剂及阻燃ABS塑料的制备方法与实施例1相同。阻燃ABS塑料的阻燃性能检测：阻燃性能测试采用UL94试验对阻燃性能进行评价。所述的UL94试验是通过使用用于阻燃性评价的样条（125mm×13mm×1.6mm）在23℃和50%相对湿度的恒温室中放置48小时后对其进行由UnderwritersLaboratories规定的UL94燃烧试验，阻燃测试和评价结果为：阻燃级别从V-2到V-0级别递增。本专利技术实施例1至实施例6制备的阻燃ABS塑料的阻燃性能如表1所示。表1从表1可以看出，随着无卤阻燃剂Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC3N3(NH2)2]的含量增大，阻燃性能增强，当无卤阻燃剂含量在7%时阻燃级别达到V-0级。最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本专利技术进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本专利技术权利要求书所限定的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无卤阻燃剂，其特征在于：所述无卤阻燃剂的制备方法包括以下步骤：（1）将甘氨酸、甲醛和亚磷酸在浓盐酸的催化下、100～120℃回流反应制得有机膦酸[(HO)

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃剂，其特征在于：所述无卤阻燃剂的制备方法包括以下步骤：（1）将甘氨酸、甲醛和亚磷酸在浓盐酸的催化下、100～120℃回流反应制得有机膦酸[(HO)2OPCH2]2NCH2COOH；（2）将步骤（1）制得的有机膦酸[(HO)2OPCH2]2NCH2COOH与CaCl3在水中、70～90℃下反应1～2h制得有机膦酸钙Ca2[(O3PCH2)2NCH2COOH]；（3）将步骤（2）制得的有机膦酸钙Ca2[(O3PCH2)2NCH2COOH]与三聚氰胺反应，制得无卤阻燃剂Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC3N3(NH2)2]。2.根据权利要求1所述的无卤阻燃剂，其特征在于：所述无卤阻燃剂Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC3N3(NH2)2]的平均粒径为30～90nm。3.一种应用权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘利，肖坚烁，
申请(专利权)人：重庆市优合新型材料有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50