一種氮系復合阻燃劑及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及阻燃劑技術領域，尤其是一種氮系復合阻燃劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 當今高分子材料已廣泛應用于各個領域，因此高分子材料的阻燃研究已成為材料 領域的一個重要研究方向。傳統的鹵系阻燃劑阻燃效果雖然好，但遇火燃燒時會產生大量 煙霧和有毒氣體，威脅人們的生命安全。隨著人們環保、安全意識的增強，開發低煙、無毒的 無鹵阻燃劑成為當今阻燃領域的一個熱點。無鹵膨脹型阻燃劑（IFR)因具有阻燃效率高、 低煙、無毒等特點，已成為當今阻燃材料的一個重要發展方向。但是，現有的無鹵膨脹型阻 燃劑在滿足阻燃要求的情況下對于添加基料物理性質存在著明顯的影響。
【發明內容】
[0003] 本發明要解決的技術問題是提供一種氮系復合阻燃劑及其制備方法，能夠解決現 有技術的不足，在保持阻燃效果的前提下，減小了對于添加基料物理性質的影響。
[0004] 為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案如下。
[0005] -種氮系復合阻燃劑，所述氮系復合阻燃劑由阻燃劑顆粒組成，阻燃劑顆粒包括 內芯和表面層；
[0006] 內芯包括1. 5wt%~2wt%的N-叔丁基芐胺、0· 35wt%~0· 5wt%的B- 丁內 酯、5wt%~10wt%的對甲氧基苯乙酸乙酯、3. 5wt%~5wt%的1，4, 5, 8-萘四甲酸酐、 1. 5wt%~2. 5wt%的4-溴-3-甲氧基苯酸、0· 5wt%~lwt%的2, 5-二溴對苯二甲酸、 lwt%~3wt%的三十二烷基甲基氯化銨、0· 05wt%~0· 08wt%的硅油、35wt%~40wt%的 三聚氰胺，余量為三聚乙醛和磷酸三銨的混合物，三聚乙醛和磷酸三銨的重量比為4:1 ;
[0007] 表面層包括3. 5wt%~5wt%的異硫氰酸氯代乙酯、1. 7wt%~2wt%的苯基乙基 丙二酸二乙酯、〇· 15wt%~0· 2wt%的3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷、5. 5wt%~8wt%的 4_氯甲基-2-甲基噻唑鹽酸鹽、4wt%~5. 5wt%的4-甲氧基四氟溴節、3wt%~4. 5wt%的 月桂醇磺基乙酸酯鈉鹽、0. 3wt%~0. 4wt%的4-氨基-2-氯三氟甲苯、1. 3wt%~3wt%的 N，N-二乙基氯甲酰胺、12wt%~15wt%的二亞乙基三胺、余量為氯化鈣和聚氧乙烯脫水山 梨醇脂肪酸酯的混合物，氯化鈣和聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯的重量比為2:1。
[0008] 作為優選，阻燃劑顆粒的直徑為0· 1mm~0· 15mm，表面層的厚度為0· 02~ 0. 03mm。
[0009] 作為優選，內芯的組分中還包括3. 5wt%~4wt%的3-羥基哌啶鹽酸鈉、5wt%~ 6wt%的鎢酸鉀。
[0010] 作為優選，表面層的組分中還包括0. 6wt%~lwt%的4-硝基芐胺鹽酸鈣、
[0011] -種上述的氮系復合阻燃劑的制備方法，包括以下步驟：
[0012] A、將三聚氰胺、三聚乙醛和磷酸三銨放入反應釜，加入丙酮水溶液進行均勻攪拌， 同時進行加熱蒸發，加熱溫度保持在75°C~80°C;保持5min后，向反應爸內添加N-叔丁 基芐胺、B-丁內酯、對甲氧基苯乙酸乙酯，提高加熱溫度至水溶液沸騰，直至水溶液完全蒸 發；
[0013] B、向反應爸內加入硅油，進行攪拌，形成反應物顆粒；
[0014] C、對反應物顆粒進行加熱，加熱溫度保持在230°C~240°C，保持30min~45min， 同時向反應顆粒物表面均勻噴灑剩余的內芯組分的混合物，并進行均勻攪拌，得到內芯成 分，然后降溫將制得的內芯成分取出反應釜；
[0015] D、向反應釜中加入二亞乙基三胺、氯化鈣和聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯的混合 物，加入氯仿進行均勻混合，氯仿在混合物中的百分比為35wt%~40wt%，然后加熱使氯 仿逐漸蒸發，在氯仿含量降低至l〇wt%~15wt%時，加入異硫氰酸氯代乙酯、苯基乙基丙 二酸二乙酯、3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷、4-氯甲基-2-甲基噻唑鹽酸鹽和月桂醇磺基乙 酸酯鈉鹽進行混合，在氯仿含量降低至3wt%~5wt%時，向混合物中通入氮氣，并同時加 入剩余的表面層組分的混合物，進行繼續混合，直至混合物溫度降至30°C，停止通入氮氣， 靜置使氯仿完全揮發，制得表面層成分；
[0016] E、將步驟C中制得的內芯成分加入到表面層成分中，加熱至320°C~350°C，進行 攪拌，使表面層物質均勻附著在內芯成分形成的顆粒物的表面，制得阻燃劑顆粒。
[0017] 作為優選，步驟D中，通入氮氣的流量保持在20L/min。
[0018] 采用上述技術方案所帶來的有益效果在于：本發明通過將阻燃劑制備成顆粒狀， 內芯部分在與基料進行共混后，B-丁內酯和4-溴-3-甲氧基苯酚可以使三聚氰胺、三聚 乙醛和磷酸三銨與基料的高分子形成穩定的交聯結構，N-叔丁基芐胺、甲氧基苯乙酸乙酯 和1，4, 5, 8-萘四甲酸酐在受熱后可以對交聯結構進行迅速破壞，從而提高阻燃劑的釋放 效果，2, 5-二溴對苯二甲酸和三十二烷基甲基氯化銨可以在受熱后對三聚氰胺和磷酸三銨 產生催化效果，提高阻燃氣體的釋放速度。添加的3-羥基哌啶鹽酸鈉和鎢酸鉀可以改善內 芯組分的穩定性。表面層在制備時通過逐漸蒸發的工藝，使用氮氣在其中形成蜂窩狀層，從 而在與基料共混時可以有效提高接觸面積。異硫氰酸氯代乙酯、苯基乙基丙二酸二乙酯在 與基料共混時可以對基料中的尚分子物質進彳丁尚效的融合，3_硫氛基丙基二乙氧基硅烷、 4-氯甲基-2-甲基噻唑鹽酸鹽、4-甲氧基四氟溴芐、月桂醇磺基乙酸酯鈉鹽在受熱后可以 抑制煙霧的產生，4-氨基-2-氯三氟甲苯、N，N-二乙基氯甲酰胺、二亞乙基三胺和聚氧乙烯 脫水山梨醇脂肪酸酯可以提高表面層的成型度，氯化鈣起到分散劑的效果，避免有效成分 過度聚集分布不均。表面層添加的4-硝基芐胺鹽酸鈣可以提高表面層的穩定性。
【具體實施方式】
[0019] 一種氮系復合阻燃劑，所述氮系復合阻燃劑由阻燃劑顆粒組成，阻燃劑顆粒包括 內芯和表面層；阻燃劑顆粒的直徑為0. 1mm~0. 15mm，表面層的厚度為0. 02~0. 03mm。
[0020] 內芯包括1.7wt%的N-叔丁基芐胺、0.42wt%的B-丁內酯、7.5wt%的對甲氧基 苯乙酸乙酯、4.lwt%的1，4, 5, 8-萘四甲酸酐、2. 3wt%的4-溴-3-甲氧基苯酸、0· 85wt% 的2, 5-二溴對苯二甲酸、1. 2wt%的三十二烷基甲基氯化銨、0· 06wt%的硅油、3. 6wt%的 3-羥基哌啶鹽酸鈉、5. 2wt%的鎢酸鉀、36wt%的三聚氰胺，余量為三聚乙醛和磷酸三銨的 混合物，三聚乙醛和磷酸三銨的重量比為4:1 ;
[0021] 表面層包括4wt%的異硫氰酸氯代乙酯、1.9wt%的苯基乙基丙二酸二乙酯、 0. 18wt%的3-硫氰基丙基三乙氧基硅烷、7.lwt%的4-氯甲基-2-甲基噻唑鹽酸鹽、 5. 4wt%的4-甲氧基四氟溴節、3. 3wt%的月桂醇磺基乙酸酯鈉鹽、0. 4wt%的4-氨 基-2-氯三氟甲苯、2. 3wt%的N，N-二乙基氯甲酰胺、0· 7wt%的4-硝基芐胺鹽酸鈣、 13wt%的二亞乙基三胺、余量為氯化鈣和聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯的混合物，氯化鈣 和聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯的重量比為2:1
[0022] -種上述的氮系復合阻燃劑的制備方法，包括