一种氮系复合阻燃剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及阻燃剂技术领域，尤其是一种氮系复合阻燃剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 当今高分子材料已广泛应用于各个领域，因此高分子材料的阻燃研究已成为材料 领域的一个重要研究方向。传统的卤系阻燃剂阻燃效果虽然好，但遇火燃烧时会产生大量 烟雾和有毒气体，威胁人们的生命安全。随着人们环保、安全意识的增强，开发低烟、无毒的 无卤阻燃剂成为当今阻燃领域的一个热点。无卤膨胀型阻燃剂（IFR)因具有阻燃效率高、 低烟、无毒等特点，已成为当今阻燃材料的一个重要发展方向。但是，现有的无卤膨胀型阻 燃剂在满足阻燃要求的情况下对于添加基料物理性质存在着明显的影响。
【发明内容】
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种氮系复合阻燃剂及其制备方法，能够解决现 有技术的不足，在保持阻燃效果的前提下，减小了对于添加基料物理性质的影响。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
[0005] -种氮系复合阻燃剂，所述氮系复合阻燃剂由阻燃剂颗粒组成，阻燃剂颗粒包括 内芯和表面层；
[0006] 内芯包括1. 5wt%~2wt%的N-叔丁基苄胺、0· 35wt%~0· 5wt%的B- 丁内 酯、5wt%~10wt%的对甲氧基苯乙酸乙酯、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, 5-二溴对苯二甲酸、 lwt%~3wt%的三十二烷基甲基氯化铵、0· 05wt%~0· 08wt%的硅油、35wt%~40wt%的 三聚氰胺，余量为三聚乙醛和磷酸三铵的混合物，三聚乙醛和磷酸三铵的重量比为4:1 ;
[0007] 表面层包括3. 5wt%~5wt%的异硫氰酸氯代乙酯、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-甲基噻唑盐酸盐、4wt%~5. 5wt%的4-甲氧基四氟溴节、3wt%~4. 5wt%的 月桂醇磺基乙酸酯钠盐、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%的二亚乙基三胺、余量为氯化钙和聚氧乙烯脱水山 梨醇脂肪酸酯的混合物，氯化钙和聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯的重量比为2:1。
[0008] 作为优选，阻燃剂颗粒的直径为0· 1mm~0· 15mm，表面层的厚度为0· 02~ 0. 03mm。
[0009] 作为优选，内芯的组分中还包括3. 5wt%~4wt%的3-羟基哌啶盐酸钠、5wt%~ 6wt%的钨酸钾。
[0010] 作为优选，表面层的组分中还包括0. 6wt%~lwt%的4-硝基苄胺盐酸钙、
[0011] -种上述的氮系复合阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：
[0012] A、将三聚氰胺、三聚乙醛和磷酸三铵放入反应釜，加入丙酮水溶液进行均匀搅拌， 同时进行加热蒸发，加热温度保持在75°C~80°C;保持5min后，向反应爸内添加N-叔丁 基苄胺、B-丁内酯、对甲氧基苯乙酸乙酯，提高加热温度至水溶液沸腾，直至水溶液完全蒸 发；
[0013] B、向反应爸内加入硅油，进行搅拌，形成反应物颗粒；
[0014] C、对反应物颗粒进行加热，加热温度保持在230°C~240°C，保持30min~45min， 同时向反应颗粒物表面均匀喷洒剩余的内芯组分的混合物，并进行均匀搅拌，得到内芯成 分，然后降温将制得的内芯成分取出反应釜；
[0015] D、向反应釜中加入二亚乙基三胺、氯化钙和聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯的混合 物，加入氯仿进行均匀混合，氯仿在混合物中的百分比为35wt%~40wt%，然后加热使氯 仿逐渐蒸发，在氯仿含量降低至l〇wt%~15wt%时，加入异硫氰酸氯代乙酯、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-甲基噻唑盐酸盐和月桂醇磺基乙 酸酯钠盐进行混合，在氯仿含量降低至3wt%~5wt%时，向混合物中通入氮气，并同时加 入剩余的表面层组分的混合物，进行继续混合，直至混合物温度降至30°C，停止通入氮气， 静置使氯仿完全挥发，制得表面层成分；
[0016] E、将步骤C中制得的内芯成分加入到表面层成分中，加热至320°C~350°C，进行 搅拌，使表面层物质均匀附着在内芯成分形成的颗粒物的表面，制得阻燃剂颗粒。
[0017] 作为优选，步骤D中，通入氮气的流量保持在20L/min。
[0018] 采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过将阻燃剂制备成颗粒状， 内芯部分在与基料进行共混后，B-丁内酯和4-溴-3-甲氧基苯酚可以使三聚氰胺、三聚 乙醛和磷酸三铵与基料的高分子形成稳定的交联结构，N-叔丁基苄胺、甲氧基苯乙酸乙酯 和1，4, 5, 8-萘四甲酸酐在受热后可以对交联结构进行迅速破坏，从而提高阻燃剂的释放 效果，2, 5-二溴对苯二甲酸和三十二烷基甲基氯化铵可以在受热后对三聚氰胺和磷酸三铵 产生催化效果，提高阻燃气体的释放速度。添加的3-羟基哌啶盐酸钠和钨酸钾可以改善内 芯组分的稳定性。表面层在制备时通过逐渐蒸发的工艺，使用氮气在其中形成蜂窝状层，从 而在与基料共混时可以有效提高接触面积。异硫氰酸氯代乙酯、苯基乙基丙二酸二乙酯在 与基料共混时可以对基料中的尚分子物质进彳丁尚效的融合，3_硫氛基丙基二乙氧基硅烷、 4-氯甲基-2-甲基噻唑盐酸盐、4-甲氧基四氟溴苄、月桂醇磺基乙酸酯钠盐在受热后可以 抑制烟雾的产生，4-氨基-2-氯三氟甲苯、N，N-二乙基氯甲酰胺、二亚乙基三胺和聚氧乙烯 脱水山梨醇脂肪酸酯可以提高表面层的成型度，氯化钙起到分散剂的效果，避免有效成分 过度聚集分布不均。表面层添加的4-硝基苄胺盐酸钙可以提高表面层的稳定性。
【具体实施方式】
[0019] 一种氮系复合阻燃剂，所述氮系复合阻燃剂由阻燃剂颗粒组成，阻燃剂颗粒包括 内芯和表面层；阻燃剂颗粒的直径为0. 1mm~0. 15mm，表面层的厚度为0. 02~0. 03mm。
[0020] 内芯包括1.7wt%的N-叔丁基苄胺、0.42wt%的B-丁内酯、7.5wt%的对甲氧基 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, 5-二溴对苯二甲酸、1. 2wt%的三十二烷基甲基氯化铵、0· 06wt%的硅油、3. 6wt%的 3-羟基哌啶盐酸钠、5. 2wt%的钨酸钾、36wt%的三聚氰胺，余量为三聚乙醛和磷酸三铵的 混合物，三聚乙醛和磷酸三铵的重量比为4:1 ;
[0021] 表面层包括4wt%的异硫氰酸氯代乙酯、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-甲基噻唑盐酸盐、 5. 4wt%的4-甲氧基四氟溴节、3. 3wt%的月桂醇磺基乙酸酯钠盐、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-硝基苄胺盐酸钙、 13wt%的二亚乙基三胺、余量为氯化钙和聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯的混合物，氯化钙 和聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯的重量比为2:1
[0022] -种上述的氮系复合阻燃剂的制备方法，包括