技术摘要：
本发明涉及一种三聚氰胺聚磷酸盐复合阻燃剂的制备方法，具体是一种包覆处理的耐水性三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂制备的新方法。本发明的方法直接合成得到包覆改性的三聚氰胺聚磷酸盐，分别采用硅烷偶联剂和聚乙烯作为包覆材料进行分级包覆，效果更好，效率更高，使得阻燃剂  全部
背景技术：
新型阻燃剂的研发和配方研制能够显著提升航天、船舶等军用装备的性能水平； 能够满足新型耐火防护材料、消防及安全防护等领域的发展应用要求，对推动国民经济发 展同样具有重要意义。 随着化工合成工业的迅速发展和防火安全意识的提升，高分子材料阻燃化的趋势 越来越明显，促进了阻燃剂行业的飞速发展。目前国内阻燃剂仍以卤系为主，但随着国内环 保意识的增强，无卤阻燃剂的发展潜力巨大。 三聚氰胺聚磷酸盐自膨胀阻燃剂具有无卤、低烟、低毒；与被处理的高分子材料能 够很好地相容，且对其性能影响很少；受热可分解放出水和三聚氰胺起阻火作用，并可发生 P-N协同阻燃效应，能生成均匀致密的炭质层,具有良好的隔热、隔氧、阻燃和抑烟作用，并 可有效阻止滴落现象，制止火焰的传播和蔓延。 目前三聚氰胺聚磷酸盐的合成方法主要有以下两种： (1)热处理法 热处理法是指高温煅烧含有磷酸和三聚氰胺成分的物质来制备MPP的方法，根据 合成步骤的不同，又可细分为两步法和一步法。两步法指的是先由磷酸和三聚氰胺于室温 下首先制得三聚氰胺磷酸盐(MP)，然后高温热缩聚制得MPP。这是目前国内工业化生产的主 要方法。该方法原料便宜易得，条件温和，操作方法简便。然而，第一步合成MP的反应过程中 磷酸滴加速度不易控制，容易产生凝块从而导致反应混合不均匀，发生局部反应或副反应。 Kanayma  A等公开了一种MPP的一步固相反应工艺，高温(300-350℃)煅烧含有三聚氰胺及 磷酸成分的物质，如MPP、三聚氰胺和磷酸铵盐、磷酸铵盐和三聚氰胺磷酸铵盐等，控制原料 的三聚氰胺/磷酸比为1.05～1.5，可制得水溶性较低的MPP。 (2)溶剂法 针对热处理法耗能大，生产过程中有大量刺激性气体排放，且产品纯度普遍不高 导致阻燃性能不佳等缺点，不少人提出直接利用聚磷酸和三聚氰胺在有机溶剂中一步反应 制备MPP的方法。张泽江等人报道了采用硅钨酸为催化剂，在甲醇反应介质中由三聚氰胺与 聚磷酸反应直接制得MPP的合成工艺，整个反应过程中无结块现象，反应温度易于控制，不 发生局部过热现象，产物较纯。，溶剂法的优点在于反应温度易于控制，可以制备出纯度更 高的MPP。但工业化生产时大量使用的有机溶剂在控制不当的情况有燃烧、爆炸的潜在危 险，且聚磷酸及某些体系中催化剂的使用，都使得该项工艺成本大幅增高，应用受到一定限 制，难以普及。 3 CN 111574751 A 说　明　书 2/4 页
技术实现要素：
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种改性三聚氰胺聚磷酸 盐的制备方法，该方法简化产品生产工艺、提高三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂的耐水性、阻燃效 率和与高分子材料相容性，适合批量生产的三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂制备的新方法。 本发明的解决方案是： 一种改性三聚氰胺聚磷酸盐的制备方法，该方法的步骤为：在捏合机中，以三聚氰 胺、磷酸、硅烷偶联剂和聚乙烯为原料，通过中和反应和脱水缩合反应合成三聚氰胺聚磷酸 盐，通过硅烷偶联剂和聚乙烯的热包覆处理得到耐水性三聚氰胺聚磷酸盐复合阻燃剂。 耐水性三聚氰胺聚磷酸盐合成路线的反应式如下: 本发明在捏合机中，以三聚氰胺、磷酸、硅烷偶联剂和聚乙烯为原料，通过中和反 应和脱水缩合反应合成三聚氰胺聚磷酸盐，通过硅烷偶联剂和聚乙烯的热包覆处理得到改 性三聚氰胺聚磷酸盐复合阻燃剂。 本发明所述的制备方法分为三步，第一步是以三聚氰胺、磷酸为反应原料，在60～ 100℃温度条件下进行反应1-10h；第二步是真空条件下，升高温度至200～300℃进行脱水 缩合反应2-8h；第三步是温度降至90～130℃条件下，解除真空，首先加入硅烷偶联剂，搅拌 1-2h，然后加入融化状态的聚乙烯，继续混合均匀后，降至室温后出料；三步反应连续进行。 所述磷酸和三聚氰胺的摩尔配比为0.5：1—4：1，硅烷偶联剂和磷酸的质量配比为1：100— 20：100，聚乙烯和磷酸的质量配比为1：100—40：100。 所述的磷酸的质量浓度不低于50％； 本发明所述用于对三聚氰胺聚磷酸盐表面处理的硅烷偶联剂为乙烯基硅烷、氨基 硅烷、环氧基硅烷和甲基丙烯酰氧基硅烷这几类，具体牌号包括并不限于KH-540、KH-550、 KH-560、KH-570、KH-590、A-151、A-171、A-172、Si-563、YDH-201。 本发明所述用于对三聚氰胺聚磷酸盐包覆处理的聚乙烯为高密度聚乙烯(HDPE)， 低密度聚乙烯(LDPE)，线性低密度聚乙烯(LLDPE)。 本发明所述合成得到的改性三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂无需其他处理，是可直接用 于改性塑料的阻燃剂粉末。 本发明不仅能实现化学法一步直接合成三聚氰胺聚磷酸盐复合阻燃剂产品，而且 因为通过了包覆改性处理，其性能优于传统的三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂产品，本发明与现 有技术相比的优点还在于： (1)与国外现有文献报道相比，本方法采用一步法直接合成得到三聚氰胺聚磷酸 盐，直接利用磷酸水溶液进行反应，反应过程绿色环保、生产成本低。 (2)在制备过程中，通过硅烷偶联剂和聚乙烯的热包覆处理得到改性三聚氰胺聚 4 CN 111574751 A 说　明　书 3/4 页 磷酸盐复合阻燃剂，改善三聚氰胺聚磷酸盐的亲油性，提高其在高分子材料中的分散能力 和相容性，制备出符合市场需求的、可以直接使用的耐水性复合阻燃剂，降低了产品生产的 能耗。 (3)本方法直接合成得到包覆改性的三聚氰胺聚磷酸盐，分别采用硅烷偶联剂和 聚乙烯作为包覆材料进行分级包覆，效果更好，效率更高，使得阻燃剂产品混合更加均匀， 提升了产品的阻燃效率，降低了阻燃剂的使用成本。 本发明所介绍的改性三聚氰胺聚磷酸盐复合阻燃剂制备方法，是一种效率高、成 本低、易操作的合成方法。采用该方法制备的改性三聚氰胺聚磷酸盐复合阻燃剂，在不改变 常规合成生产情况下，可直接得到耐水性良好、材料相容性良好的阻燃剂，降低了成本，增 强了其作为复合阻燃剂的综合竞争力。 一种改性三聚氰胺聚磷酸盐的制备方法。在捏合机中，以三聚氰胺、磷酸、硅烷偶 联剂和聚乙烯为原料，通过中和反应和脱水缩合反应合成三聚氰胺聚磷酸盐，通过硅烷偶 联剂和聚乙烯的热包覆处理得到改性三聚氰胺聚磷酸盐复合阻燃剂。本发明所介绍的改性 三聚氰胺聚磷酸盐复合阻燃剂制备方法，是一种效率高、成本低、易操作的合成方法。采用 该方法制备的改性三聚氰胺聚磷酸盐复合阻燃剂，在不改变常规合成生产情况下，可直接 得到耐水性良好、材料相容性良好的阻燃剂，降低了成本，增强了其作为复合阻燃剂的综合 竞争力。 附图说明 图1为实施例1制备的产品的粒径测试结果图； 图2为实施例2制备的产品的粒径测试结果图； 图3为实施例3制备的产品的粒径测试结果图。