氨基三亞甲基膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法與流程

本發明涉及氨基三亞甲基膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法，特別是涉及新型含磷含氮有機膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法。
背景技術：
：有機合成高分子材料憑借自身優異的性能在諸多領域得以廣泛應用。但其中絕大部分屬于易燃或可燃性材料，導致其引發的火災事故時常發生。采用合適的阻燃劑提高高分子材料的阻燃性能是十分必要的。目前阻燃劑的發展趨勢傾向于無鹵的環境友好型阻燃劑。常用的無鹵阻燃劑主要是磷氮類阻燃劑。但傳統磷氮類阻燃劑高溫熱穩定性較差，殘炭剩余量較低。張澤江等[張澤江,梅秀娟,馮良榮,等.三聚氰胺磷酸鹽阻燃劑的合成及性能表征.合成化學,2003,11(3):260-264]研究發現，三聚氰胺磷酸鹽阻燃劑熱解初始溫度為258℃，但550℃殘炭剩余質量不足50%。專利CN104497041A一種三聚氰胺氨基三亞甲基膦酸鹽及其制備方法提到用三聚氰胺和氨基三亞甲基膦酸為原料合成磷氮類阻燃劑。趙海珠[趙海珠.三聚氰胺多膦酸鹽的制備及其阻燃聚烯烴的性能研究.東華大學,2015]研究發現，雖然三聚氰胺氨基三亞甲基膦酸鹽在聚烯烴材料中阻燃性能較好，但是三聚氰胺氨基三亞甲基膦酸鹽熱穩定性較差，初始熱解溫度僅為200℃，500℃殘炭量為52.7%。本發明合成的氨基三亞甲基膦酸鹽阻燃劑是氨基三亞甲基膦酸的金屬鹽類的磷氮類化合物，具有熱穩定性好，阻燃效率高和成炭率高優點。技術實現要素：本發明目的在于提出一種氨基三亞甲基膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法，以解決目前的高分子材料常用的阻燃劑耐熱性不好的問題。本發明提出的氨基三亞甲基膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法，所述氨基三亞甲基膦酸金屬鹽阻燃劑是由氨基三亞甲基膦酸和三種金屬氯化物在一定的條件下反應而成的，其結構式如下：具體步驟如下：將氨基三亞甲基膦酸和金屬氯化物按1：1的摩爾比加入到帶有攪拌的反應容器中，再加入金屬氯化物用量20-50倍的水量，調節溶液的pH值至1-3，攪拌均勻后加熱到100-130℃，反應24-48h后，所得產物過濾、水洗、干燥，得到氨基三亞甲基膦酸金屬鹽阻燃劑。本發明中，所述金屬氯化物為氯化鋅、氯化鈣或氯化鐵中任一種。本方法合成三種氨基三亞甲基膦酸金屬鹽，其分子結構中含有三個含磷有機基團，因此產物含磷量較高，適用于高分子聚合物材料為基體的阻燃劑。本發明的有益效果在于：本發明所使用的氨基三亞甲基膦酸金屬鹽原料易得，制備簡單，以水為反應介質，不使用揮發性的有機溶劑，污染排放低，設備簡單，便于操作，易于實現工業化生產；并且由于產物熱穩定性高，可應用于加工溫度較高的聚合物的阻燃。附圖說明圖1為氨基三亞甲基膦酸鋅的XRD圖；圖2為氨基三亞甲基膦酸鈣的XRD圖；圖3為氨基三亞甲基膦酸鐵的XRD圖；圖4為氨基三亞甲基膦酸鋅的熱失重圖；圖5為氨基三亞甲基膦酸鈣的熱失重圖；圖6為氨基三亞甲基膦酸鐵的熱失重圖。具體實施方式本實施例氨基三亞甲基膦酸金屬鹽阻燃劑的制備方法，具體步驟如下：實施例1將13.6g氯化鋅和29.9g氨基三亞甲基膦酸，200ml水加入到帶有攪拌的反應容器中，pH調至1，升溫到100℃，在攪拌下反應24h，然后將產物過濾、水洗、干燥，得到了氨基三亞甲基磷酸鋅。實施例2將13.6g氯化鋅和29.9g氨基三亞甲基膦酸，300ml水加入到帶有攪拌的反應容器中，pH調至1.5，升溫到110℃并不斷攪拌，反應32h，將產物過濾、水洗、干燥，得到了氨基三亞甲基磷酸鋅。實施例3將13.6g氯化鋅和29.9g氨基三亞甲基膦酸，400ml水加入到帶有攪拌的反應容器中，pH調至2，升溫到120℃并不斷攪拌，反應40h，將產物過濾、水洗、干燥，得到了氨基三亞甲基磷酸鋅。實施例4將13.6g氯化鋅和29.9g氨基三亞甲基膦酸，500ml水加入到帶有攪拌的反應容器中，pH調至3，升溫到130℃并不斷攪拌，反應48h，將產物過濾、水洗、干燥，得到了氨基三亞甲基磷酸鋅。實施例5將11.1g氯化鈣和29.9g氨基三亞甲基膦酸，200ml水加入到帶有攪拌的反應容器中，pH調至1，升溫到100℃并不斷攪拌，反應24h，將產物過濾、水洗、干燥，得到了氨基三亞甲基磷酸鈣。實施例6將11.1g氯化鈣和29.9g氨基三亞甲基膦酸，300ml水加入到帶有攪拌的反應容器中，pH調至1.5，升溫到110℃并不斷攪拌，反應32h，將產物過濾、水洗、干燥，得到了氨基三亞甲基磷酸鈣。實施例7將11.1g氯化鈣和29.9g氨基三亞甲基膦酸，400ml水加入到帶有攪拌的反應容器中，pH調至2，升溫到120℃并不斷攪拌，反應40h，將產物過濾、水洗、干燥，得到了氨基三亞甲基磷酸鈣。實施例8將11.1g氯化鈣和29.9g氨基三亞甲基膦酸，500ml水加入到帶有攪拌的反應容器中，pH調至3，升溫到130℃并不斷攪拌，反應48h，將產物過濾、水洗、干燥，得到了氨基三亞甲基磷酸鈣。實施例9將16.2g氯化鐵和29.9g氨基三亞甲基膦酸，200ml水加入到帶有攪拌的反應容器中，pH調至1，升溫到100℃并不斷攪拌，反應24h，將產物過濾、水洗、干燥，得到了氨基三亞甲基磷酸鐵。實施例10將16.2g氯化鐵和29.9g氨基三亞甲基膦酸，300ml水加入帶有攪拌的反應容器中，pH調至1.5，升溫到110℃并不斷攪拌，反應32h，將產物過濾、水洗、干燥，得到了氨基三亞甲基磷酸鐵。實施例11將16.2g氯化鐵和29.9g氨基三亞甲基膦酸，400ml水加入到帶有攪拌的反應容器中，pH調至2，升溫到120℃并不斷攪拌，反應40h，將產物過濾、水洗、干燥，得到了氨基三亞甲基磷酸鐵。實施例12將16.2g氯化鐵和29.9g氨基三亞甲基膦酸，500ml水加入到帶有攪拌的反應容器中，pH調至3，升溫到130℃并不斷攪拌，反應48h，將產物過濾、水洗、干燥，得到了氨基三亞甲基磷酸鐵。實施例1-12的產率和熱重性能測試結果如表1所示。編號產率(%)初始熱解溫度T-5wt%(℃)500℃殘炭量(%)實施例14546792.9實施例24946792.9實施例35346792.9實施例45546792.9實施例53938082.1實施例64438082.1實施例74838082.1實施例85038082.1實施例94831282.7實施例105331282.7實施例115631282.7實施例125731282.7上述對實施例的描述是為便于該
技術領域：
的普通技術人員能理解和應用本發明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，對于本發明做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。當前第1頁1 2 3