專利名稱：：膨脹型阻燃劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種膨脹型防火阻燃劑，適用于各種防火涂料及易燃聚合物的阻燃。
背景技術(shù)：
：高分子材料在工業(yè)、民用和建筑等各個領(lǐng)域己得到日益廣泛的應(yīng)用，但由于這些材料的可燃性也給人們帶來了潛在的火災(zāi)危險性。預(yù)防火災(zāi)的發(fā)生越來越引起人們的重視，這就產(chǎn)生一種新的
技術(shù)領(lǐng)域：
，高分子材料阻燃技術(shù)。高分子阻燃技術(shù)，在實際應(yīng)用中一般采用添加的方法，即添加阻燃劑。這種阻燃劑大體可分為兩大類，添加型和反應(yīng)型。添加型的阻燃劑通常是在高分子材料在加工過程中加入到聚合物中，不與高分子材料及其助劑起化學反應(yīng)，而增加阻燃性。反應(yīng)型阻燃劑是高分子材料在反應(yīng)過程中加入與單體交聯(lián)，而形成的聚合物具有阻燃性。添加型阻燃劑，由于用途廣泛，使用方便，所以發(fā)展迅速。從最早的無機阻燃劑，發(fā)展到有機阻燃劑，品種、性能不斷提高。如從氫氧化鋁、氫氧化鎂、氯化石蠟到聚磷酸銨，阻燃性能不斷提高。反應(yīng)型阻燃劑主要是在聚臺物中引進鹵族元素，起到阻燃目的，但在燃燒過程會放出有毒有害氣體。隨著阻燃科學的發(fā)展，市場的需求，研制環(huán)保阻燃劑是科學工作者的目標。按國家標準GB14卯7—2002《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》和GB12441-1998《飾面型防火涂料》標準，鋼結(jié)構(gòu)防火涂料薄型和超薄型肪火涂料和飾面型防火涂料均系膨脹型防火涂料?，F(xiàn)階段國際國內(nèi)均釆用聚磷酸銨或磷酸三聚氰胺、雙季戊四醇或季戊四醇和三聚氰胺按一定比例混合而成的膨脹型阻燃劑，是一種組合物型的膨脹型阻燃劑，其價格偏高，三種原料的配例與混合工藝將影響阻燃效果。
發(fā)明內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種"三位一體"單體型膨脹型防火阻燃劑，其效果達到現(xiàn)有的膨脹型阻燃劑體系，價格是現(xiàn)有價格體系的一半。本發(fā)明是一種環(huán)保型阻燃劑，在燃燒過程中不放出有毒有害氣體，特別適用于防火涂料的使用。本發(fā)明用合成膨脹聚合樹脂作為阻燃劑，原材料采用多羥基化合物、磷酸或磷酸銨鹽、尿素、甲醛，經(jīng)過聚合反應(yīng)、粉碎、烘干，合成-種白色粉末狀的膨脹型阻燃劑。本發(fā)明的第--個目的是提供一種如下通式的膨脹型防火阻燃劑其中，M為多羥基化合物；n》1。所述的多羥基化合物包括淀粉，葡萄糖和季戊四醇。本發(fā)明的第二個目的是提供該膨脹型防火阻燃劑的制備方法，包括如下步驟1.將多羥基化合物和磷酸或磷酸銨鹽加入反應(yīng)容器中，邊攪拌邊加熱到120—]50。C，保溫卜2小時，冷卻到常溫，得到磷酸酯<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>其中，M為多羥基化合物。2.將尿素和甲醛加入反應(yīng)容器中，將PH調(diào)到8_9，加熱到80—95。C，反應(yīng)1-L5小時，真空脫水，冷卻到常溫，生成下述四種結(jié)構(gòu)式的脲醛樹脂C::C、,NHCH2—0—H2CHN—C/CH2OHUN、CH2OHO-CH,OH,NH2H2N\NHCH2—O——H2CHN3.將得到的脲醛樹脂倒入固化器中，再將得到的磷酸酯加入固化器中，攪拌均勻，至少放置l小時，取出，粉碎、烘干，即得膨脹型防火阻燃劑.NHCH2——O——H2CHN0=C'H3HN.-OHN'NHCH:、十O——H2CHN',C::01:7,其中，M為多羥基化合物；n》l。其中，多羥基化合物和磷酸或磷酸銨鹽的投料質(zhì)量比為1:L尿素和甲醛的投料質(zhì)量比為1:21:3。本發(fā)明的膨脹型防火阻燃劑具有以下有益效果1.本發(fā)明為一種新型的膨脹型防火阻燃劑，其集炭源、酸源、氣源于一體，屬于"三位一體"型膨脹型防火阻燃劑；2.本發(fā)明膨脹型防火阻燃劑的制備方法簡單，易于工業(yè)化大生產(chǎn)，其效果達到現(xiàn)有的膨脹型阻燃劑體系的標準，但其成本只有現(xiàn)有阻燃劑價格-p-體系的一半。具體實施例方式實施例1原材料季戊四醇(工業(yè)品)、磷酸氫二胺(工業(yè)品)、尿素(工業(yè)品)、甲醛(工業(yè)品)、三乙醇胺(工業(yè)品)制備方法第--步將300g水、100g季戊四醇、200g磷酸氫二胺加到三口瓶中，一邊攪拌一邊加熱，加熱到13(TC，保溫1小時，冷卻到常溫，即磷酸季戊四醇酯。第二步將650g甲醛、300g尿素加入三口瓶中，用三乙醇胺調(diào)PH為8，加熱到8(TC，反應(yīng)l小時，真空脫水，冷卻到常溫，倒入固化器中，再把第一步反應(yīng)的磷酸季戊四醇酯邊攪拌邊加入裝有第二步產(chǎn)品的固化器中，攪拌10分鐘，放置1小時，固化，粉碎、烘干，即得膨脹型防火阻燃劑。按GB12441—1998《飾面型防火涂料》和GB14卯7—2002《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》標準，把防火涂料的防火體系等重量換成實施例l所得的膨脹型阻燃劑，測試結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實施例2原材料葡萄糖(工業(yè)品)、磷酸二氫銨(工業(yè)品)、尿素(工業(yè)品)、甲醛(工業(yè)品)、三乙醇胺(工業(yè)品)制備方法第-一步將300g水、80g葡萄糖、150g磷酸二氫銨加到三口瓶中，一邊攪拌一邊加熱，加熱到14(TC一15(TC，保溫1.5小時，冷卻到常溫，即得磷酸葡萄糖酯。第二步將320g甲醛、150g尿素加入到三口瓶中，用三乙醇胺調(diào)PH為9，加熱到85"C，反應(yīng)1.5小時，真空脫水，冷卻到常溫。倒入固化器中，再把第一步反應(yīng)的磷酸葡萄糖酯邊攪拌邊加入裝有第二步反應(yīng)的脲醛樹脂中，攪拌IO分鐘，放置2小時，從固化器中取出，粉碎、烘干，即得膨脹型防火阻燃劑。按GB12441—1998《飾面型防火涂料》禾PGB14907—2002《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》標準，把防火涂料的防火體系等重量換成實施例2所得的膨脹型阻燃劑，測試結(jié)果如下<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>原材料淀粉(工業(yè)品)、尿素(工業(yè)品)、甲醛(工業(yè)品)、磷酸(工業(yè)品)、三乙醇胺(工業(yè)品)制備方法第一步將200g水、20g淀粉、80g磷酸加到三口瓶中，一邊攪拌一邊加熱，加熱到15(TC，保溫2小時，冷卻到常溫，即得磷酸淀粉酯。第二步將450g甲醛、200g尿素加入到三口瓶中，用三乙醇胺調(diào)PH8—9，加熱到90。C，反應(yīng)1.5小時，真空脫水，冷卻到常溫，倒入固化器中，匕再把第-一歩反應(yīng)的磷酸淀粉酯邊攪拌邊加入裝有第二步反應(yīng)的脲醛樹月'中，攪拌10分鐘，放置1.5小時，從固化器中取出，粉碎、烘干，即得膨脹型防火阻燃劑。按GB12441—1998《飾面型防火涂料》和GB14卯7—2002《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》標準，把防火涂料的防火體系等重量換成實施例3所得的膨脹型阻燃劑，測試結(jié)果如下表—一<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表二<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例4原材料淀粉(工業(yè)品〗、磷酸二氫銨(工業(yè)品)、尿素(工業(yè)品)、甲醛(工業(yè)品)、三乙醇胺(工業(yè)品)制備方法第一歩將250g水、15g淀粉、90g磷酸二氫銨加到三口瓶中，一邊攪拌一邊加熱，加熱到140°C，保溫1.5小時，冷卻到常溫，即得磷酸淀粉酉P曰o第二步將500g甲醛、200g尿素加入到三口瓶中，用三乙醇胺調(diào)PH8—9，加熱到95"C，反應(yīng)1.25小時，真空脫水，冷卻到常溫。倒入固化器中，再把第--歩反應(yīng)的磷酸淀粉酯邊攪拌邊加入裝有第二步反應(yīng)的脲醛樹脂中，攪拌10分鐘，放置3小時，從固化器中取出，粉碎、烘干，即得膨脹型防火阻燃劑。按GB12441—1998《飾面型防火涂料》禾QGB14907—2002《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料》標準，把防火涂料的防火體系等重量換成實施例4所得的膨脹型阻燃劑，<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求1.通式(I)的膨脹型防火阻燃劑:<formula>seeoriginaldocumentpage2</formula>(I)其中，M為多羥基化合形2.如權(quán)利要求1所述的膨脹型防火阻燃劑，其特征在于，所述的多羥基化合物包括淀粉，葡萄糖和季戊四醇。3.權(quán)利要求1的膨脹型防火阻燃劑的制備方法，包括如下步驟a)由多羥基化合物和磷酸或磷酸銨鹽反應(yīng)得到磷酸酯；b)由尿素和甲醛反應(yīng)得到脲醛樹脂；c)再由磷酸酯和尿醛樹脂交聯(lián)固化，即得膨脹型防火阻燃劑。4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其中多羥基化合物和磷酸或磷酸銨鹽的投料質(zhì)量比為l:11:7，尿素和甲醛的投料質(zhì)量比為1:21:3。5.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其中步驟a)的反應(yīng)溫度為120—150℃，反應(yīng)時間為1-2小時；步驟b)的反應(yīng)PH為8—9，反應(yīng)溫度為80一95℃，反應(yīng)時間為1-1.5小時；步驟c)的反應(yīng)時間為大于等于1小時。全文摘要本發(fā)明公開了一種新穎的通式(I)的膨脹型防火阻燃劑，其制備方法為先由多羥基化合物和磷酸或磷酸銨鹽反應(yīng)得到磷酸酯，由尿素和甲醛反應(yīng)得到脲醛樹脂，再由磷酸酯和脲醛樹脂交聯(lián)固化而成。本發(fā)明阻燃劑廣泛應(yīng)用于各種聚合物阻燃，特別是適用于防火涂料，起到膨脹阻燃作用。文檔編號C08K5/21GK101121892SQ20061002986公開日2008年2月13日申請日期2006年8月9日優(yōu)先權(quán)日2006年8月9日發(fā)明者忻鼎浩,馬成夫申請人:上海高技企業(yè)發(fā)展公司