三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂的合成与表征.pdfVIP

维普资讯 第 20卷 第 11期 应 用 化 学 Vol_20No．1l 2003年 11月 CHINESEJOURNALOFAPPLIEDCHEMISTRY NOV．20(13 三聚氰胺聚磷酸盐 阻燃剂的合成与表征 张泽江” 梅秀娟 冯 良荣。 邱发礼。 (。中国科学院成都有机化学研究所 成都 610041；公安部四川消防科学研究所 成都) 摘 要 采用硅钨酸为催化剂，在 甲醇反应介质 中由三聚氰胺与聚磷酸反应制得三聚氰胺聚磷酸盐 ，用元 素分析、IR、XRD、TG与 DSC等对其进行 了分析和表征，并对其 阻燃性能进行 了评价。从热分析可知，当 温度升至684．8℃时，其热损失残余量为 43．52％；在653．5℃时有 1明显吸热峰，吸热量为629．1J／g。涂覆 含三聚氰胺磷酸盐的防火涂料的5层板在模拟实际火灾发生情况下，耐火极限为 16mln，涂料发泡倍数为 5O一60倍。 关键词 三聚氰胺聚磷酸盐，阻燃剂 ，合成 中图分类号：0623．731；TQ314．248 文献标识码：A 文章编号 ：1000-0518(2003)11．1035-04 目前 ，国内常见的阻燃剂大多是含卤阻燃剂或由聚磷酸盐、多元醇及含氮化合物等组成的混合阻燃 剂。含卤阻燃剂具有发烟量大、毒性大的缺点，其应用受一定限制…；而混合型阻燃剂用量多，热稳定性 较差，水溶性好 ，耐老化性差 ，对基材有可能产生腐蚀作用 2【】。新型三聚氰胺聚磷酸盐 自膨胀阻燃剂口】 具有无 卤、低烟 、低毒 ；与被处理的涂料能够很好地相容，且对其性能影响很少 ；受热可分解放 出水和三 聚氰胺起阻火作用，并可发生 P—N协同阻燃效应 ，能生成均匀致密的炭质层，具有 良好的隔热、隔氧、阻 燃和抑烟作用，并可有效阻止滴落现象，制止火焰的传播和蔓延。但在该化合物以往的合成方法 中由于 热解反应不均，产生局部过热而使得产物反应程度不一致，最终得到的是三聚氰胺聚磷酸盐 ，双三聚氰 胺焦磷酸盐 ，三聚氰胺磷酸盐等的混合物 。本文在甲醇反应介质中采用硅钨酸为催化剂 ，由三聚氰 胺与聚磷酸反应可制得较纯的三聚氰胺聚磷酸盐 (简称 MPOP)自膨胀阻燃剂 ，用元素分析、m、XRD、 TG与 DSC等对它进行了分析和表征 ，并对其阻燃性能进行了评价。 1 实验部分 1．1 仪器和试剂 三聚氰胺 ：C3H6N6，化学纯 ，含量不少于 98．5％；多聚磷酸 ：H6P4O。3，化学纯 ，含 PO5的量不少于 80％；硅钨酸 ：德国HOCHEST公司；甲醇：分析纯。 岛津 TG-50H型热重分析仪和 DSC-50H型差热分析仪 (日本)，升温速度 10~C／rain，空气流速 45mL／min；Perkin—Elmer240C型元素分析仪 (美国)；NICOLET200SXV型 Fr—IR光谱仪 (美 国)；HC-2 型氧指数测定仪 ；大板燃烧试验装置 (公安部l~iJIf消防科学研究所)；D5000型 x射线粉末衍射仪 (美 国)，采用 Cu／石墨单色器 ，40 kV，40 mA，DS／SS10。RS0．3ITlnl。 1．2 合成方法 在烧瓶中加人2500g甲醇，搅拌下加人 385g三聚氰胺 ，溶解后再加人423g聚磷酸 ，在80℃搅拌 反应 4h，加人 15g硅钨酸，保持 80℃再反应 12h，过滤 ，在 90℃真空干燥 12h，得 目标产物 MPOP，产 率94．5％，rap296～310℃。由于使用了硅钨酸为反应催化剂 ，并采用甲醇作反应介质 ，因此反应过程 中无结块现象，反应温度易于控制 ，不发生局部过热现象，产物较纯。 2003-02-24收稿 ，2003-06-09修回 国家重点基础研究专项经费资助 (973)(2001CB409607) 通讯联系人：张泽江 ，男，1972年生 ，在读博士生 ；E-mail： zzj @mail．sc．cninfo．net；研究方向：纳米阻燃剂的合成与应用 维普资讯