一种磷系阻燃剂组合物的合成及应用制造技术

本发明专利技术提供了一种磷系阻燃剂组合物的合成及应用，属于阻燃剂技术领域。该磷系阻燃剂组合物由以下组分组成：组份A：10wt%

【技术实现步骤摘要】
一种磷系阻燃剂组合物的合成及应用


[0001]本专利技术属于阻燃剂
尤其涉及一种磷系阻燃剂组合物的合成及应用。

技术介绍

[0002]目前，有机磷在阻燃剂行业中具有广泛的用途，特别是以二乙基次磷酸铝为核心物质的有机磷体系更是各大企业研究的重点。在中国专利CN98811627.8、CN 98811626.X、CN98811622.7中阐述了次磷酸或次磷酸盐在自由基条件下可以形成有机磷化合物的方法。该合成具有方法简单，合成路线短以及产物具有水溶性的优点。而且，将所得的有机磷化合物与其它金属化合物进行反应后可以得到有机磷酸金属阻燃剂。在中国专利CN201711175795.X中，专利技术人通过酸性水解烷基磷酸酯得到烷基磷酸，再与铝盐溶液反应得到烷基磷酸铝，使用烷基磷酸铝与二乙基次磷酸铝混合后添加到玻纤增强尼龙中得到增强阻燃尼龙，添加量为20％。然而，该方法在单独使用二乙基次磷酸铝在玻纤增强尼龙中添加量至少需要22％才能达到阻燃等级UL94
‑
V0@1.6mm，需要的成本较高。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种新的磷系阻燃剂组合物从而将阻燃剂的添加量由22％
‑
23％降低到15％，从而降低改性料的成本，提高改性尼龙的物理性能。
[0004]本专利技术提供了一种磷系阻燃剂组合物，所述组合物由以下组分组成：组份A：10wt％
‑
100wt％；组份B：0wt％
‑
60wt％；组份C：0wt％
‑/>60wt％；
[0005]所述组分A为具有结构式Ⅰ所示的化合物：
[0006][0007]所述组份B为具有结构式Ⅱ所示的化合物：
[0008][0009]所述组分C为具有结构式Ⅲ所示的亚磷酸盐及其水合物或调聚物：
[0010]K
sk+
(HPO3)2‑
y
(H2O)
Z
(Ⅲ)。
[0011]其中，R1,R2,R3,R4均为乙基，M、N、K均为铝a+2b＝3,a,b为均为不小于0.01且不大于10的正数，包括且不限于正整数；m＝n＝k＝3,x＝y＝3/2,z为0
‑
7的正实数。
[0012]优选地，所述组合物由以下组分组成：组份A：40wt％
‑
90wt％；组份B：5wt％
‑
30wt％；组份C：5wt％
‑
30wt％。
[0013]优选的，组分A为二乙基次膦酸化乙基亚磷酸铝；组分B为乙基亚磷酸铝；组分C为亚磷酸铝；
[0014]最优选地，组分A为二乙基次膦酸化乙基亚磷酸铝，含量为80wt％,组分B为乙基亚磷酸铝，含量为10Wt％，组分C为亚磷酸铝，含量为10wt％；
[0015]优选地，所述系阻燃剂组合物的制备方法包括如下步骤：
[0016](1)制备组分A：将1mol/L的乙基亚膦酸钠溶液1L，并稀释到浓度为0.5mol/L,加入0.5mol/L的二乙基次膦酸钠溶液2L，混合均匀后，向其中滴加1.34L 0.5mol/L的硫酸铝溶液，2小时内滴加结束，滴加结束后搅拌3小时，整个过程保持50℃恒温，得到组分A的混浊液，在过滤、洗涤、烘干、粉碎得到组分A；
[0017](2)制备组分B：向1L 1mol/L的乙基亚膦酸钠溶液缓慢滴加含0.66mol铝离子的0.5mol/L的铝盐水溶液(硫酸铝水溶液、硝酸铝水溶液、氯化铝水溶液)，滴加时间为2小时，滴加结束后搅拌1小时，整个过程保持50℃恒温，得到组分B的悬浊液，经过过滤、洗涤、烘干、粉碎得到组分B；
[0018](3)制备组分C：将1L 1mol/L亚磷酸溶液与含铝量为0.5mol的氧化铝或氢氧化铝或一水合铝或二水合铝放在四口烧瓶中，并在回流状态下回流2
‑
20h，经过滤、洗涤、干燥、粉碎得到组分C。
[0019](4)制备得到组合物：将组分B和组分C按照比例加入到组分A的混浊液中并搅拌均匀后出料洗涤，烘干粉碎得到磷系阻燃剂组合物。
[0020]优选地，所述磷系阻燃剂组合物可以在聚酰胺中单独使用或者与其它磷系阻燃剂、磷氮系阻燃剂、氮系阻燃剂、硼系阻燃剂、硅系阻燃剂、或磷硅系阻燃剂共同使用去提高阻燃效率。
[0021]其次，本专利技术提供了磷系阻燃剂组合物的应用，所述磷系阻燃剂组合物可以在聚酰胺中单独使用或者与其它磷系阻燃剂、磷氮系阻燃剂、氮系阻燃剂、硼系阻燃剂、硅系阻燃剂、或磷硅系阻燃剂共同使用去提高阻燃效率。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]使用本专利技术的磷系阻燃剂组合物，能够大幅度降低阻燃剂添加量以达到相同的阻燃效果，并且本专利技术的磷系阻燃剂组合物的具有不迁移、不水解的优点。在提升产品性能的同时，降低材料的原料成本。
附图说明
[0024]图1为测试实验11的样条燃烧后的残碳情况；
[0025]图2为测试实验11的样条燃烧后的残炭的扫描电镜微观图；
[0026]图3为测试实验13的样条燃烧后的残碳情况；
[0027]图4为测试实验13的样条燃烧后的残炭的扫描电镜微观图；
具体实施方式
[0028]所举实施例是为了更好地对本专利技术进行说明，但并不是本专利技术的内容仅局限于所举实施例。所以熟悉本领域的技术人员根据上述
技术实现思路
对实施方案进行非本质的改进和
调整，仍属于本专利技术的保护范围。
[0029]组分A的制备方法：
[0030]取1mol/L的乙基亚膦酸钠溶液1L，并稀释到浓度为0.5mol/L,加入0.5mol/L的二乙基次磷酸钠溶液2L，混合均匀后，向其中滴加1.34L 0.5mol/L的硫酸铝溶液，2小时内滴加结束，滴加结束后搅拌3小时，整个过程保持50℃恒温，得到组分A的混浊液A，将悬浊液A经过滤、洗涤、干燥、粉碎到粒径为0.1～1000μm得到组分A；
[0031]组分B的制备方法：
[0032]向1L 1mol/L的乙基亚膦酸钠溶液缓慢滴加含0.66mol铝离子的0.5mol/L的铝盐水溶液(硫酸铝水溶液、硝酸铝水溶液、氯化铝水溶液)，滴加时间为2小时，滴加结束后搅拌1小时，整个过程保持50℃恒温，得到组分B的悬浊液，经过过滤、洗涤、烘干、粉碎到粒径为0.1～1000μm得到组分B；
[0033]组分C的制备
[0034]方法一：向1L 1mol/L的亚膦酸钠溶液缓慢滴加含0.66mol铝离子的0.5mol/L的铝盐水溶液(硫酸铝水溶液、硝酸铝水溶液、氯化铝水溶液)，滴加时间为2小时，滴加结束后搅拌1小时，整个过程保持50℃恒温，得到组分C的悬浊液，经过过滤、洗涤、烘干、粉碎到粒径为0.1～1000μm得到组分C；
[0035]方法二：将亚磷酸溶液(浓度＞0.5mol/L)放在三口烧瓶中，加入亚磷酸摩尔数的60％的氢氧化铝，在溶液沸腾的条件下回流10小时，得到悬浊液C，经过过滤、洗涤、干燥、粉碎到本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷系阻燃剂组合物，其特征在于，所述组合物由以下组分组成：组份A：10wt％
‑
100wt％；组份B：0wt％
‑
60wt％；组份C：0wt％
‑
60wt％；所述组分A为具有结构式Ⅰ所示的化合物：所述组份B为具有结构式Ⅱ所示的化合物：所述组分C为具有结构式Ⅲ所示的亚磷酸盐及其水合物或调聚物：K
sk+
(HPO3)2‑
y
(H2O)
Z
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(Ⅲ)。2.根据权利要求1所述的磷系阻燃剂组合物，其特征在于，所述结构式I中，R1,R2,R3为乙基；a,b为均为不小于0.01且不大于10的正数，且a+2b＝m数；M为铝，m为3。所述结构式Ⅱ中，R4为乙基，N为铝，n为3，x＝3/2。所述结构式Ⅲ中，K铝，k为3，s为2，y为3，z为0
‑
7的正实数。3.根据权利要求1所述的磷系阻燃剂组合物，其特征在于，所述系阻燃剂组合物的制备方法包括如下步骤：(1)制备组分A：将1mol/L的烷基亚膦酸钠溶液1L，并稀释到浓度为0.5mol/L,加入0.5mol/L的二烷基次膦酸钠溶液2L，混合均匀后，向其中滴加1.34L 0.5mol/L的硫酸铝溶液，2小时内滴加结束，滴加结束后搅拌3小时，整个过程保持50℃恒温，得到组分A的混浊液；(2)制备组分B：将乙基亚膦酸钠溶液与铝盐水溶液进行复分解反应得到组分B；或将乙基亚膦酸与氢氧化铝或氧化铝在高温下反应，经过洗涤、过滤、干燥、粉碎得到组分B；(3)制备组分Ⅲ：将亚磷酸溶液与含有组分含铝元素的氧化物或氢氧化物在回流状态下回流2
‑
20h，经过滤、洗涤、干燥、粉碎得到组分C；或将亚...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡旭，田仁春，杜欢洋，郑军，
申请(专利权)人：威海海润新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：