己二胺四甲叉膦酸鑭及其制備方法和用途與流程

本發明屬于阻燃材料，具體涉及己二胺四甲叉膦酸鑭及其制備方法和用途。

背景技術：

1、無鹵阻燃材料燃燒時不揮發、不產生腐蝕性氣體，符合綠色環保需求。隨著國家對環保的日益重視，無鹵阻燃劑必將逐步替代現有的含鹵阻燃劑成為新的發展趨勢，并擁有更為廣泛的市場前景。無鹵膨脹型阻燃劑(ifr)以其低煙、無毒、阻燃效率高、無熔融滴落物、無腐蝕性氣體釋放等優勢,被廣泛使用。

2、ifr是以磷、氮為主要成分的無鹵阻燃劑。它具有高阻燃性、無熔融滴落、對長時間或重復暴露在火焰中有極好的抵抗性，無鹵、無氧化銻，低煙、無毒、無腐蝕性氣體產生等優點。ifr主要由三部分組成：第一部分是酸源又稱脫水劑或炭化促進劑；第二部分是炭源又稱成炭劑；第三部分是氣源又稱發泡源，可釋放出惰性氣體。市面上經典的ifr的配比主要由聚磷酸銨(app)和聚戊四醇(per)復配而成(app:per＝2:1)。由于普通的ifr易吸潮，添加量大，同塑料的相容性差，所以還需要對其進行配方設計優化以提高其與塑料的相容性和提高阻燃效率。因此，開發一款能夠與ifr進行復配，能夠降低ifr的添加量，改善其相容性的新型阻燃協效劑具有重要的意義。

技術實現思路

1、本發明目的在于克服現有技術缺陷，提供己二胺四甲叉膦酸鑭(la@hd)。

2、本發明的另一目的在于提供己二胺四甲叉膦酸鑭的制備方法。

3、本發明的再一目的在于提供己二胺四甲叉膦酸鑭的用途。

4、本發明的技術方案如下：

5、己二胺四甲叉膦酸鑭，其結構式為

6、

7、上述己二胺四甲叉膦酸鑭的制備方法，包括如下步驟：

8、(1)將六亞甲基二胺四亞甲基膦酸和去離子水混合后，于45～95℃攪拌至完全溶解，得到a溶液；

9、(2)將la(no3)3·6h2o溶解于去離子水，得到b溶液；

10、(3)將分散劑溶解于去離子水，得到c溶液；

11、(4)將b溶液和c溶液在30～120min緩慢滴入45～95℃的溶液a中，滴加完畢后繼續反應1～4h，接著降溫至室溫，然后進行超聲分散10-30min，經靜置，獲得白色沉淀產物d；

12、(5)將白色沉淀產物d抽濾分離并用去離子水洗滌后，于60～105℃干燥6～24h，即得。

13、在本發明的一個優選實施方案中，所述六亞甲基二胺四亞甲基膦酸與la(no3)3·6h2o的摩爾比為1～5:1～4。

14、進一步優選的，所述步驟(1)中，六亞甲基二胺四亞甲基膦酸和去離子水的比例為0.01～0.05mol:350～600ml。

15、進一步優選的，所述步驟(2)中，la(no3)3·6h2o和去離子水的比例為0.01～0.04mol:200～400ml。

16、進一步優選的，所述六亞甲基二胺四亞甲基膦酸、la(no3)3·6h2o、分散劑和去離子水的質量比為4.9～24.5:4.35～17.4:0.185～0.838:600～1100。

17、更進一步優選的，所述分散劑為聚羧酸、六偏磷酸鈉、氯化鈉、硝酸鉀和檸檬酸鈉中的至少一種。

18、上述己二胺四甲叉膦酸鑭和無鹵膨脹型阻燃劑ifr協同作為pp阻燃劑的用途。

19、一種用于pp的復配阻燃劑，其有效成分包括上述己二胺四甲叉膦酸鑭和無鹵膨脹型阻燃劑ifr。

20、一種阻燃pp材料，其原料包括pp和上述復配阻燃劑。

21、本發明的有益效果是：

22、1、本發明的己二胺四甲叉膦酸鑭(la@hd)和無鹵膨脹型阻燃劑ifr具有優異的協效阻燃效果，在氣相和凝聚相中發揮雙重阻燃作用。在氣相中，ifr分解釋放惰性氣體來稀釋可燃氣體和氧氣的濃度，同時釋放出p·和po·捕獲pp熱降解過程中釋放的o·、h·和oh·，從而減緩或終止燃燒過程；在凝聚相中，la@hd受熱會不斷富集在pp材料表面，并催化pp基體交聯成炭，在pp基體表面形成致密連續的炭層，阻隔熱量、氧氣以及氣相可燃物的傳遞，從而抑制pp的燃燒，實現阻燃的目的。

23、2、由于本發明的己二胺四甲叉膦酸鑭的結構中存在柔性脂肪鏈和磷氧鑭，使其具有一定的兩親性，和ifr復配使用能夠改善其與聚丙烯(pp)的相容性，從而增強界面粘結力，改善pp/ifr復合材料的拉伸強度和斷裂伸長率。

技術特征：

1.己二胺四甲叉膦酸鑭，其特征在于：其結構式為

2.權利要求1所述的己二胺四甲叉膦酸鑭的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

3.如權利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述六亞甲基二胺四亞甲基膦酸與la(no3)3·6h2o的摩爾比為1～5:1～4。

4.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中，六亞甲基二胺四亞甲基膦酸和去離子水的比例為0.01～0.05mol:350～600ml。

5.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中，la(no3)3·6h2o和去離子水的比例為0.01～0.04mol:200～400ml。

6.如權利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述六亞甲基二胺四亞甲基膦酸、la(no3)3·6h2o、分散劑和去離子水的質量比為4.9～24.5:4.35～17.4:0.185～0.838:600～1100。

7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述分散劑為聚羧酸、六偏磷酸鈉、氯化鈉、硝酸鉀和檸檬酸鈉中的至少一種。

8.權利要求1所述的己二胺四甲叉膦酸鑭和無鹵膨脹型阻燃劑ifr協同作為pp阻燃劑的用途。

9.一種用于pp的復配阻燃劑，其特征在于：其有效成分包括權利要求1所述的己二胺四甲叉膦酸鑭和無鹵膨脹型阻燃劑ifr。

10.一種阻燃pp材料，其特征在于：其原料包括pp和權利要求9所述的復配阻燃劑。

技術總結
本發明公開了己二胺四甲叉膦酸鑭及其制備方法和用途，其結構式為本發明的己二胺四甲叉膦酸鑭(La@HD)和無鹵膨脹型阻燃劑IFR具有優異的協效阻燃效果，在氣相和凝聚相中發揮雙重阻燃作用；由于本發明的己二胺四甲叉膦酸鑭的結構中存在柔性脂肪鏈和磷氧鑭，使其具有一定的兩親性，和IFR復配使用能夠改善其與聚丙烯(PP)的相容性，從而增強界面粘結力，改善PP/IFR復合材料的拉伸強度和斷裂伸長率。

技術研發人員：吳銀財,宋立軍,程紅艷,林鳳龍,王勝龍,徐偉恩,鄭婷怡,王辛坤,余春林,藍舟
受保護的技術使用者：廈門稀土材料研究所
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21