【CN109810415A】一种以季戊四醇改性三聚氰胺甲醛树脂焦磷酸哌嗪复合物为成炭剂的膨胀型阻燃剂

(10)申请公布号 CN 109810415 A (43)申请公布日 2019.05.28 C08K 5/3492(2006 .01) C08K 5/3462(2006 .01) C08G 12/42(2006 .01) C08G 12/32(2006 .01) C08J 9/04(2006 .01)
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910085070 .4
(22)申请日 2019 .01 .29
(71)申请人 青岛科技大学 地址 266000 山东省青岛市市北区郑州路 53号
(72)发明人 孙明媚 唐林生 朱鑫 杨晶巍 何为 仇艳艳
(74)专利代理机构 青岛中天汇智知识产权代理 有限公司 37241
本发明涉及的是一种以季戊四醇改性三聚 氰胺甲 醛树脂/焦磷酸哌嗪的 复合物为成炭剂 ， 三聚氰胺氰尿酸盐为发泡剂 ，聚磷酸铵为脱水 剂，通过混合复配而成的膨胀型阻燃剂(IFR )。该 IFR各组分的 质量分数如下 ：聚磷酸铵70～80％ ， 季戊四醇改性三聚氰胺甲醛树脂10～20％ ，三聚 氰胺氰尿酸盐2～5％和焦磷酸哌嗪7～12％。该 IFR不仅对聚 丙烯具有良 好的阻 燃作 用 ，而且基 本不含氯 ，因此更加安全环保。另外 ，制得的阻 燃 聚丙烯颜色较好。
背景技术 [0002] 膨胀型阻燃剂(IFR)是一类由酸源(脱水剂)、碳源(成炭剂) 和气源(发泡剂)三部 分组成的复合阻燃体系，具有阻燃效率高、低烟、低毒、添加量少等优点，符合当前阻燃材料 抑烟、低毒的要求，而被认为是一种极具发展潜力的绿色阻燃剂(汤朔 ,靳玉娟 ,钱立军 . 膨 胀型阻燃剂的研究进展 .中国塑料，2012，(8):1-8)。尽管如此，但目前使用的IFR也存在阻 燃效果仍较差、与聚合物的相容性差、对聚合物物理性能影响大等问题。 [0003] 成炭剂是形成膨胀炭化层的基础，是影响IFR阻燃效果的关键物质之一。因此，开 发新型成炭剂一直是IFR研究的重点。 [0004] 最早使用的成炭剂主要是一些多羟基化合物，如季戊四醇，双季戊四醇、淀粉、山 梨醇等。这些成炭剂水溶性大，与材料的相容性差，易迁移析出，且成炭性和热稳定性差、添 加量大 ，以 致材料的 力学等性能严重下降 。这些问 题严重阻 碍了IFR的发展。为解决以 上问 题，国内外对成炭剂进行了大量的研究 ，开发出许多新型成炭剂，如热塑性聚氨酯成炭剂 (Bugajny M ,Bras M L ,Bourbigot S ,et al . Thermoplastic polyurethanes as carbonization agents in intumescent blends part 1:fire retardancy of polypropylene/ thermoplastic polyurethane/ammonium polyphosphate blends .J Fire Sci ,1999 ,17(6):494-513)、热塑性酚醛树脂成炭剂(Zhong Y ,Wu W ,Wu R ,et al .The flame retarding mechanism of the novolac as char agent with the fire retardant containing phosphorous–nitrogen in thermoplastic poly(ether ester) elastomer system .Polym Degr Stab ,2014 ,105(1):166-177)、新型聚酰胺成炭剂(Yi J , Liu Y ,Pan D .Synthesis ,thermal degradation ,and flame retardancy of a novel charring agent aliphatic—aromatic polyamide for intumescent flame retardant polypropylene .J Appl Polym Sci ,2012 ,127(2):1061-1068)等。这些成炭剂尽管克服了 传统成炭剂水溶性大、易析出、热稳定性差等缺点，但成炭性不理想，因而未获得广泛应用。 [0005] 近些年，大分子三嗪成炭剂的成功使用使IFR的阻燃效果得到了显著提高。它兼有 成炭和发泡的双重作用，且难溶于水，和聚合物的相容性好。由它和APP复合而成的IFR不仅 阻燃效果较传统的明显改善 ，而且阻燃材料的耐水性和机械性能也显著改善 (Feng C , Zhang Y ,Liu S ,et al .Synthesis of novel triazine charring agent and its effect in intumescent flame-retardant polypropylene .J Appl Polym Sci ,2012 ,123(6):3 208-3 216；Feng C ,Liang M ,Jiang J ,et al .Synergistic effect of a novel triazine charring agent and ammonium polyphosphate on the flame retardant properties
3 .根据权利要求1所述的膨胀型阻燃剂，其特征在于，所述的季戊四醇改性三聚氰胺甲 醛树脂是以三聚氰胺、多聚甲醛和季戊四醇为原料，通过羟甲基化、缩聚和醚化反应制得。
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CN 109810415 A
说 明 书
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一种以季戊四醇改性三聚氰胺甲醛树脂/焦磷酸哌嗪复合物 为成炭剂的膨胀型阻燃剂
技术领域 [0001] 本发明涉及的是一种新型的膨胀型阻燃剂，具体地说是一种以季戊四醇改性三聚 氰胺甲醛树脂/焦磷酸哌嗪复合物为成炭剂的膨胀型阻燃理人 郝团代
(51)Int .Cl . C08L 23/14(2006 .01) C08L 23/12(2006 .01) C08L 61/32(2006 .01) C08K 3/32(2006 .01)
( 54 )发明 名称 一种以季戊四醇改性三聚氰胺甲醛树脂/焦
磷酸哌嗪复合物为成炭剂的膨胀型阻燃剂 ( 57 )摘要
权利要求书1页 说明书5页
CN 109810415 A
CN 109810415 A
权 利 要 求 书
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1 .一种膨胀型阻燃剂，其特征在于，以季戊四醇改性三聚氰胺甲醛树脂/焦磷酸哌嗪的 复合物为成炭剂，三聚氰胺氰尿酸盐为发泡剂，聚磷酸铵为脱水剂，通过混合复配而成的膨 胀型阻燃剂。
2 .根据权利要求1所述的膨胀型阻燃剂，其特征在于，各组分的质量分数如下：聚磷酸 铵70～80％ ，季戊四醇改性三聚氰胺甲醛树脂10～20％ ，三聚氰胺氰尿酸盐2～5％ 和焦磷 酸哌嗪7～12％。