三嗪三苯基次膦酸叔丁酯阻燃剂组合物及其应用方法

摘要

本发明涉及一种三嗪三苯基次膦酸叔丁酯阻燃剂组合物及其应用方法。该阻燃剂组合物是由三聚氰胺氰尿酸盐(简称MCA)、三聚氰胺聚磷酸盐(简称MPP)、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(简称DOPO)、甲基硅酸季戊四醇酯(简称PEMS)中的任意两种、三种或四种与三嗪三苯基次膦酸叔丁酯(简称TTPT)以任意比例复配、均匀混合制得，且TTPT的重量分数大于零。本发明阻燃剂组合物，具有多元素协同增效作用、阻燃性能好、与材料相容性好、成本低、无卤环保等优点，可用作聚酯PET、聚酯PBT、聚氨酯、聚丙烯、环氧树脂等材料的阻燃剂，有很好的应用推广前景。

说明书

技术领域

本发明涉及一种三嗪三苯基次膦酸叔丁酯阻燃剂组合物及其应用方法，该 阻燃剂组合物可用作聚酯PET、聚酯PBT、聚氨酯、聚丙烯、环氧树脂等材料 的阻燃剂。

背景技术

随着科学技术的进步及高分子材料的广泛应用，阻燃剂工业得到了很快的 发展。同时随着人们生活水平的不断提高，安全意识不断增强，更高要求的阻 燃法规不断出台，卤系阻燃剂的应用在许多方面受到了限制，对无卤阻燃剂的 研究开发有很强的急迫性。本领域技术人员认为磷氮系阻燃剂是实现无卤化阻 燃剂的主力军。研究发现多元素协同型有机膦阻燃剂优点很多，能赋予材料更 好的阻燃及机械加工性能。因而设计分子内多元素协同或通过复配实现多元素 协同已成为当前阻燃技术研究的重要手段。其中以稳定的三嗪环衍生物为载体 设计构成磷氮或更多阻燃元素的分子结构，能带来高效阻燃及成炭作用，对提 高阻燃性能具有明显的协同增效作用。上述阻燃剂与其它阻燃剂复配也能产生 优良的阻燃效果。

本发明公开了一种三嗪三苯基次膦酸叔丁酯阻燃剂组合物及其应用方法， 该阻燃剂组合物中的三嗪三苯基次膦酸叔丁酯含有C-P键和稳定的芳膦键，结 构稳定，还含有对称的芳-膦-氮大共轭体系与多酯结构，其与材料有较好的相容 性。通过复配组合物中的不同结构、多种阻燃元素产生协同增效作用，在燃烧 时，其中的阻燃元素磷很容易形成致密而均匀的聚磷酸保护膜，硅元素促进形 成致密的硅-炭保护层，氮元素能发挥膨胀、隔热绝氧、降温等多重阻燃作用， 显现出优良的阻燃效能。阻燃剂组合物协同阻燃效果好，与高分子材料具有很 好的相容性，稳定性高，适应于材料的高温加工，不降低材料的机械强度。且 该阻燃剂组合物制备方法简单，可以降低成本，具有很好的应用前景。

发明内容

本发明的目的之一在于提出一种三嗪三苯基次膦酸叔丁酯阻燃剂组合物。 该阻燃剂组合物协同阻燃效能高，无卤，符合环保要求，能克服现有技术的不 足，可广泛用作聚酯、聚氨酯、聚丙烯、环氧树脂等材料的阻燃剂，有很好的 应用开发前景。

本发明的另一目的在于提出一种三嗪三苯基次膦酸叔丁酯阻燃剂组合物在 聚酯PET、聚酯PBT、聚氨酯、聚丙烯、环氧树脂等材料中的应用方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种三嗪三苯基次膦酸叔丁酯阻燃剂组合物，它是由三聚氰胺氰尿酸盐(简 称MCA)、三聚氰胺聚磷酸盐(简称MPP)、9，10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10- 氧化物(简称DOPO)、甲基硅酸季戊四醇酯(简称PEMS)中的任意两种、三种 或四种与三嗪三苯基次膦酸叔丁酯(简称TTPT)以任意比例复配、均匀混合制 得，且TTPT的重量分数大于零。但考虑价格的降低和阻燃性能，推荐表1所表 述的复配比例。表1为各组分占阻燃剂组合物总重量的百分比。

表1  阻燃剂组合物各配方配比表

其中TTPT的结构如下式所示：

MCA的结构如下式所示：

MPP的结构如下式所示：

DOPO的结构如下式所示：

PEMS的结构如下式所示：

如上所述本发明阻燃剂组合物的应用方法，以在聚酯PET或PBT中应用为 例，其特征在于，该方法为：

在聚酯PET或PBT中分别加入配方1、配方2、配方3、配方4、配方5、 配方6或配方7的阻燃剂组合物，混合均匀，熔融温度下注塑或挤出。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

①本发明阻燃剂组合物中的TTPT为多芳环大分子多磷、多氮、多酯化合 物，与高分子材料有很好的相容性，易于分散，不析出，不降低材料的 机械强度。

②本发明的阻燃剂不含有卤素，符合环保要求，有很好的应用开发前景。

③本发明提供的阻燃剂组合物，含有磷、氮或硅元素，可产生协效阻 燃作用，对聚酯PET、PBT有很好的阻燃效能。

④本发明提供的阻燃剂组合物的制备方法简单，设备投资少，生产成本低， 应用方便。

具体实施方式

下面给出实施例以对本发明作进一步的说明，但需指出的是以下实施例不能 理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术熟练人员根据本发明的上述内 容对本发明作出的一些非本质的改进和调整仍属于本发明的保护范围。

实施例1  在聚酯PET中加入不同比例的TTPT、MCA和DOPO，搅拌均 匀，用XJ-01型挤出机在熔融温度下挤出直径约3mm的样条，用HC900-2型氧 指数测定仪测其极限氧指数，结果见表2。

表2  TTPT与MCA和DOPO复配对PET阻燃数据

实施例2  在聚酯PET中加入不同比例的TTPT、MCA和PEMS，搅拌均 匀，用XJ-01型挤出机在熔融温度下挤出直径约3mm的样条，用HC900-2型氧 指数测定仪测其极限氧指数，结果见表3。

表3  TTPT与MCA和PEMS复配对PET阻燃数据

实施例3  在聚酯PET中加入不同比例的TTPT、MPP和DOPO，搅拌均匀， 用XJ-01型挤出机在熔融温度下挤出直径约3mm的样条，用HC900-2型氧指数 测定仪测其极限氧指数，结果见表4。

表4  TTPT与MPP和DOPO复配对PET阻燃数据

实施例4  在聚酯PET中加入不同比例的TTPT、MPP和PEMS，搅拌均匀， 用XJ-01型挤出机在熔融温度下挤出直径约3mm的样条，用HC900-2型氧指数 测定仪测其极限氧指数，结果见表5。

表5  TTPT与MPP和PEMS复配对PET阻燃数据

实施例5  在聚酯PET中加入不同比例的TTPT、MCA、DOPO和PEMS， 搅拌均匀，用XJ-01型挤出机在熔融温度下挤出直径约3mm的样条，用HC900-2 型氧指数测定仪测其极限氧指数，结果见表6。

表6  TTPT与MCA、DOPO和PEMS复配对PET阻燃数据

实施例6  在聚酯PET中加入不同比例的TTPT、MPP、DOPO和PEMS， 搅拌均匀，用XJ-01型挤出机在熔融温度下挤出直径约3mm的样条，用HC900-2 型氧指数测定仪测其极限氧指数，结果见表7。

表7  TTPT与MPP、DOPO和PEMS复配对PET阻燃数据

实施例7  在聚酯PET中加入不同比例的TTPT、MCA、MPP、DOPO和 PEMS，搅拌均匀，用XJ-01型挤出机在熔融温度下挤出直径约3mm的样条， 用HC900-2型氧指数测定仪测其极限氧指数，结果见表8。

表8  TTPT与MCA、MPP、DOPO和PEMS复配对PET阻燃数据

实施例8  在聚酯PBT中加入不同比例的TTPT、MCA和DOPO，搅拌均 匀，用XJ-01型挤出机在熔融温度下挤出直径约3mm的样条，用HC900-2型氧 指数测定仪测其极限氧指数，结果见表9。

表9  TTPT与MCA和DOPO复配对PBT阻燃数据

实施例9  在聚酯PBT中加入不同比例的TTPT、MCA和PEMS，搅拌均 匀，用XJ-01型挤出机在熔融温度下挤出直径约3mm的样条，用HC900-2型氧 指数测定仪测其极限氧指数，结果见表10。

表10  TTPT与MCA和PEMS复配对PBT阻燃数据

实施例10  在聚酯PBT中加入不同比例的TTPT、MPP和DOPO，搅拌均 匀，用XJ-01型挤出机在熔融温度下挤出直径约3mm的样条，用HC900-2型氧 指数测定仪测其极限氧指数，结果见表11。

表11  TTPT与MPP和DOPO复配对PBT阻燃数据

实施例11  在聚酯PBT中加入不同比例的TTPT、MPP和PEMS，搅拌均 匀，用XJ-01型挤出机在熔融温度下挤出直径约3mm的样条，用HC900-2型氧 指数测定仪测其极限氧指数，结果见表12。

表12  TTPT与MPP和PEMS复配对PBT阻燃数据

实施例12  在聚酯PBT中加入不同比例的TTPT、MCA、DOPO和PEMS， 搅拌均匀，用XJ-01型挤出机在熔融温度下挤出直径约3mm的样条，用HC900-2 型氧指数测定仪测其极限氧指数，结果见表13。

表13  TTPT与MCA、DOPO和PEMS复配对PBT阻燃数据

实施例13  在聚酯PBT中加入不同比例的TTPT、MPP、DOPO和PEMS， 搅拌均匀，用XJ-01型挤出机在熔融温度下挤出直径约3mm的样条，用HC900-2 型氧指数测定仪测其极限氧指数，结果见表14。

表14  TTPT与MPP、DOPO和PEMS复配对PBT阻燃数据

实施例14  在聚酯PBT中加入不同比例的TTPT、MCA、MPP、DOPO和 PEMS，搅拌均匀，用XJ-01型挤出机在熔融温度下挤出直径约3mm的样条， 用HC900-2型氧指数测定仪测其极限氧指数，结果见表15。

表15  TTPT与MCA、MPP、DOPO和PEMS复配对PBT阻燃数据