一种三源一体超支化膨胀型阻燃剂的制备方法与应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109942829A(43)申请公布日2019.06.28(21)申请号201910188253.9(22)申请日2019.03.13(71)申请人江南大学地址214000江苏省无锡市蠡湖大道1800号(72)发明人付少海王冬彭虹云李敏张丽平田安丽刘明明(74)专利代理机构哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司23211代理人张勇(51)Int.Cl.C08G83/00(2006.01)D01F1/07(2006.01)D01F6/54(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种三源一体超支化膨胀型阻燃剂的制备方法与应用(57)摘要本发明公开了一种三源一体超支化膨胀型阻燃剂的制备方法与应用，属于无卤阻燃技术领域。本发明制备方法简单可控，基于席夫碱反应制备得到三源一体超支化膨胀型无卤阻燃剂。本发明阻燃剂无卤环保、具有优良的热稳定性能和膨胀性能，且阻燃效率高，少量用量制得的阻燃纤维的阻燃性能得到大大改善，极限氧指数为27以上，达到难燃材料等级；同时，本发明阻燃剂材料不会损坏纤维材料的力学性能，具有非常好的应用前景。CN109942829ACN109942829A权利要求书1/2页1.一种三源一体超支化膨胀型无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括：(1)利用环糊精、马来酸酐、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)混合于溶剂中，制备得到中间体1；(2)利用三聚氰胺、对苯二甲醛、DOPO混合于溶剂中，制备得到中间体2；(3)将步骤(1)所得的中间体1与步骤(2)所得的中间体2在催化剂作用下，得到三源一体超支化膨胀型无卤阻燃剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中环糊精、马来酸酐与DOPO的摩尔比为(1-2)：(8-15)：10。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中三聚氰胺、对苯二甲醛与DOPO的摩尔比为1：(1-5)：(1-3)。4.根据权利要求1～3任一所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中的中间体1与催化剂的质量比为(1.5-3.5)：1。5.根据权利要求1～4任一所述的方法，其特征在于，所述步骤(3)中催化剂与中间体2的质量比为1：(0.1-0.5)。6.一种三源一体超支化膨胀型无卤阻燃剂，其特征在于，所述阻燃剂的化学结构式如式(I)所示：7.一种阻燃聚丙烯腈纤维，其特征在于，所述阻燃聚丙烯腈纤维包含权利要求6所述的三源一体超支化膨胀型无卤阻燃剂。8.一种制备阻燃聚丙烯腈纤维的方法，其特征在于，所述方法是利用权利要求1-5任一所述方法制得阻燃剂，然后将其加入到聚丙烯腈纺丝液中混合，湿法纺丝制得阻燃聚丙烯腈纤维。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述三源一体超支化膨胀型无卤阻燃剂的添加量为阻燃聚丙烯腈纤维质量的3-6％。10.权利要求6所述的三源一体超支化膨胀型无卤阻燃剂或者权利要求7所述的阻燃聚2CN109942829A权利要求书2/2页丙烯腈纤维在阻燃领域中的应用。3CN109942829A说明书1/6页一种三源一体超支化膨胀型阻燃剂的制备方法与应用技术领域[0001]本发明涉及一种三源一体超支化膨胀型阻燃剂的制备方法与应用，属于无卤阻燃技术领域。背景技术[0002]纺织纤维在汽车、户外、服用、建筑、航空航天等重要领域有着广泛应用，但大多数纤维材料具有高易燃性，易被外部热源引燃，并在燃烧过程中释放大量的热量、烟气及有毒气，给人们的生命财产安全带来了极大的隐患。开发高性能、低用量的绿色环保阻燃剂，是提高纤维制品的附加值与安全性，使其不易着火燃烧或能够减慢燃烧速度的一种有效方法。[0003]传统阻燃剂大多为卤系阻燃剂或卤系与其它阻燃剂的衍生物，这类阻燃剂燃烧会释放有毒有害气体，严重危害人体健康。近年来，磷、氮、硅系等无卤阻燃剂因绿色环保、阻燃效率优良等优势而得到广泛发展，然而单一组分的阻燃剂添加使用时，所需添加量较大，会影响材料其它性能，且对聚合物阻燃程度的提高有限。膨胀型阻燃剂(IFR)是一种以氮、磷为主要组成的复合阻燃剂，其包含三个基本要素，即酸源、炭源和气源。酸源又称脱水剂或炭化促进剂，一般是无机酸或燃烧中能原位生成酸的化合物，如磷酸、硼酸等；炭源也叫成炭剂，它是形成泡沫炭化层的基础，主要是一些含碳量高的多羟基化合物，如淀粉、季戊四醇等；气源也叫发泡源，是含氮化合物，如尿素、三聚氰胺等。IFR具有优异的协同阻燃效应，在受热时能发泡膨胀，在材料表面形成致密的多孔泡沫焦炭层，阻止氧气进一步进入燃烧区域，阻止降解生成的气态或液态产物溢出材料表面，是一类高效低毒无卤的环保型阻燃剂。中国专利CN107840996A公开了一种通过各组分复配得到的膨