本發(fā)明涉及阻燃材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低析出紅磷阻燃滌綸材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

紅磷是一種優(yōu)良的無鹵阻燃劑，具有添加量少、阻燃效率高等優(yōu)點。但普通的紅磷暴露在空氣中，易氧化、吸濕、熱穩(wěn)定性差，同時紅磷與大多數(shù)聚合物的相容性差，影響產(chǎn)品的阻燃與力學(xué)性能，因此在應(yīng)用上受到限制?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常是用密胺樹脂將紅磷包覆起來，制成微膠囊化紅磷(MRP)，再使之與季戊四醇和三聚氰胺等進行復(fù)配，獲得以MRP為基質(zhì)的膨脹型阻燃體系，運用于聚合物材料中，對聚合物材料進行阻燃。

滌綸(PET)由于其良好的電絕緣性廣泛應(yīng)用在阻燃材料生產(chǎn)中，為了克服滌綸(PET)尺寸穩(wěn)定性差的缺點，往往進行玻纖增強。雖然這種MPR膨脹型阻燃體系雖然能夠在一定程度上克服紅磷的缺點，當(dāng)應(yīng)用在這類玻纖增強材料中時，在高溫、強剪切作用下，紅磷的膠囊層不可避免的被破壞或部分破壞，仍然會變質(zhì)失效。因此，研制一種低析出、高阻燃的阻燃材料迫在眉睫。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是提供一種低析出紅磷阻燃滌綸材料。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種低析出紅磷阻燃滌綸材料的制備方法，制備方法簡單，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一方面，本發(fā)明提供一種低析出紅磷阻燃滌綸材料的制備方法，它是按以下步驟制備：

(1)預(yù)聚：在pH＝8～9的堿性條件下，將三聚氰胺和37％甲醛按質(zhì)量比1:1～1:3置于容器中，70℃～90℃條件下，加熱攪拌至溶液透明，制得密胺樹脂預(yù)聚體；

(2)分散：按配方量，往研磨好的紅磷中加入適量水和十二烷基苯磺酸鈉，常溫攪拌下依次再加入高溫硅油、含磷化合物、成炭劑和抑煙劑，繼續(xù)攪拌至分散均勻，制得紅磷分散系；

(3)微膠囊化：將步驟(1)中制得的密胺樹脂預(yù)聚體緩慢加入到步驟(2)的反應(yīng)體系中，所述密胺樹脂預(yù)聚體與制得紅磷分散系質(zhì)量比為1:5～1：9，攪拌均勻，使體系加熱升溫至60℃～80℃，調(diào)節(jié)體系pH＝4～6，并繼續(xù)保溫攪拌1～2小時；然后停止攪拌，調(diào)節(jié)體系pH至7，過濾所得固體經(jīng)去離子水洗滌、干燥，得到微膠囊化紅磷阻燃劑；

(4)成型：按重量計，將20份～35份上述微膠囊化紅磷阻燃劑、55份～65份滌綸、5份～10份協(xié)效阻燃劑、5份～10份滑石粉、0.5份～1份抗氧劑、0.5份～1份酸吸收劑、0.5份～1份穩(wěn)定劑和0.2份～0.5份潤滑劑熔融共混，同時加入15份～25份玻璃纖維造粒，即得低析出紅磷阻燃滌綸材料。

優(yōu)選地，所述協(xié)效阻燃劑為氫氧化鎂或氫氧化鋁粉末。

優(yōu)選地，所述酸吸收劑選自硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、高活性氧化鎂中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述潤滑劑選自聚乙烯蠟乙烯-丙稀酸共聚物、硅酮粉或硅酮母粒中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述穩(wěn)定劑選自銅鹵化物、金屬銀粉、氫氧化錫中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述抗氧劑選自四(β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯、三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、雙(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯的一種或多種。

優(yōu)選地，所述抑煙劑選自三氧化鉬、八鉬酸銨、氧化銅、硼酸鋅中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述含磷化合物選自三聚氰胺聚磷酸鹽(MPP)、聚磷酸銨(APP)、二甲基膦酸丙酯(DMPP)中的一種或多種。

優(yōu)選地，所述成炭劑選自三嗪超支化成炭劑。

另一方面，本發(fā)明提供一種低析出紅磷阻燃滌綸材料，通過上述任意一種方法制備。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制備的低析出紅磷阻燃滌綸材料，在保證了材料力學(xué)性能和阻燃性的同時，磷析出量最低為18ppm，遠遠低于同類產(chǎn)品的磷析出量；且制備方法簡單，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

具體實施方案

實施例1：本實施例提供一種低析出紅磷阻燃滌綸材料，按以下步驟制備：

(1)預(yù)聚：在pH＝8～9的堿性條件下，將三聚氰胺和37％甲醛按質(zhì)量比1:3置于容器中，70℃條件下，加熱攪拌至溶液透明，制得密胺樹脂預(yù)聚體；

(2)分散：按配方量，往研磨好的紅磷中加入適量水和十二烷基苯磺酸鈉，常溫攪拌下依次再加入高溫硅油(沸點在400℃以上)、三聚氰胺聚磷酸鹽(MPP)、三嗪超支化成炭劑和氧化銅，繼續(xù)攪拌至分散均勻，制得紅磷分散系；

(3)微膠囊化：將步驟(1)中制得的密胺樹脂預(yù)聚體緩慢加入到步驟(2)的反應(yīng)體系中，所述密胺樹脂預(yù)聚體與制得紅磷分散系質(zhì)量比為1:5，攪拌均勻，使體系加熱升溫至60℃，調(diào)節(jié)體系pH＝4，并繼續(xù)保溫攪拌2小時；然后停止攪拌，調(diào)節(jié)體系pH至7，過濾所得固體經(jīng)去離子水洗滌、干燥，得到微膠囊化紅磷阻燃劑；

(4)成型：按重量計，將20份上述微膠囊化紅磷阻燃劑、65份滌綸、5份氫氧化鋁粉末、5份滑石粉、0.5份四(β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯、0.5份硬脂酸鈣、0.5份氫氧化錫和0.2份硅酮粉熔融共混，同時加入25份玻璃纖維造粒，即得低析出紅磷阻燃滌綸材料。

實施例2：本實施例提供一種低析出紅磷阻燃滌綸材料，按以下步驟制備：

(1)預(yù)聚：在pH＝8～9的堿性條件下，將三聚氰胺和37％甲醛按質(zhì)量比1:2置于容器中，80℃條件下，加熱攪拌至溶液透明，制得密胺樹脂預(yù)聚體；

(2)分散：按配方量，往研磨好的紅磷中加入適量水和十二烷基苯磺酸鈉，常溫攪拌下依次再加入高溫硅油、三聚氰胺聚磷酸鹽(MPP)、三嗪超支化成炭劑和氧化銅，繼續(xù)攪拌至分散均勻，制得紅磷分散系；

(3)微膠囊化：將步驟(1)中制得的密胺樹脂預(yù)聚體緩慢加入到步驟(2)的反應(yīng)體系中，所述密胺樹脂預(yù)聚體與制得紅磷分散系質(zhì)量比為1:7，攪拌均勻，使體系加熱升溫至70℃，調(diào)節(jié)體系pH＝5，并繼續(xù)保溫攪拌1.5小時；然后停止攪拌，調(diào)節(jié)體系pH至7，過濾所得固體經(jīng)去離子水洗滌、干燥，得到微膠囊化紅磷阻燃劑；

(4)成型：按重量計，將25份上述微膠囊化紅磷阻燃劑、60份滌綸、8份氫氧化鋁粉末、8份滑石粉、0.8份四(β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯、0.8份硬脂酸鈣、0.8份氫氧化錫和0.3份硅酮粉熔融共混，同時加入20份玻璃纖維造粒，即得低析出紅磷阻燃滌綸材料。

實施例3：本實施例提供一種低析出紅磷阻燃滌綸材料，按以下步驟制備：

(1)預(yù)聚：在pH＝8～9的堿性條件下，將三聚氰胺和37％甲醛按質(zhì)量比1:1置于容器中，90℃條件下，加熱攪拌至溶液透明，制得密胺樹脂預(yù)聚體；

(2)分散：按配方量，往研磨好的紅磷中加入適量水和十二烷基苯磺酸鈉，常溫攪拌下依次再加入高溫硅油、三聚氰胺聚磷酸鹽(MPP)、三嗪超支化成炭劑和氧化銅，繼續(xù)攪拌至分散均勻，制得紅磷分散系；

(3)微膠囊化：將步驟(1)中制得的密胺樹脂預(yù)聚體緩慢加入到步驟(2)的反應(yīng)體系中，所述密胺樹脂預(yù)聚體與制得紅磷分散系質(zhì)量比為1：9，攪拌均勻，使體系加熱升溫至80℃，調(diào)節(jié)體系pH＝6，并繼續(xù)保溫攪拌1小時；然后停止攪拌，調(diào)節(jié)體系pH至7，過濾所得固體經(jīng)去離子水洗滌、干燥，得到微膠囊化紅磷阻燃劑；

(4)成型：按重量計，將35份上述微膠囊化紅磷阻燃劑、55份滌綸、10份氫氧化鋁粉末、10份滑石粉、1份四(β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯、1份硬脂酸鈣、1份氫氧化錫和0.5份硅酮粉熔融共混，同時加入15份玻璃纖維造粒，即得低析出紅磷阻燃滌綸材料。

實施例4：本實施例提供一種低析出紅磷阻燃滌綸材料，與實施例2的不同點是：所述氫氧化鋁粉末替換為氫氧化鎂粉末。

實施例5：本實施例提供一種低析出紅磷阻燃滌綸材料，與實施例2的不同點是：所述硬脂酸鈣替換為硬脂酸鋅。

實施例6：本實施例提供一種低析出紅磷阻燃滌綸材料，與實施例2的不同點是：所述硬脂酸鈣替換為高活性氧化鎂。

實施例7：本實施例提供一種低析出紅磷阻燃滌綸材料，與實施例2的不同點是：所述硅酮粉替換為硅酮母粒。

實施例8：本實施例提供一種低析出紅磷阻燃滌綸材料，與實施例2的不同點是：所述硅酮粉替換為聚乙烯蠟乙烯-丙稀酸共聚物。

實施例9：本實施例提供一種低析出紅磷阻燃滌綸材料，與實施例2的不同點是：所述氫氧化錫替換為氫氧化錫、金屬銀粉混合物。

實施例10：本實施例提供一種低析出紅磷阻燃滌綸材料，與實施例2的不同點是：所述氫氧化錫替換為銅鹵化物。

實施例11：本實施例提供一種低析出紅磷阻燃滌綸材料，與實施例2的不同點是：所述四(β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯替換為三(2，4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯。

實施例12：本實施例提供低析出紅磷阻燃滌綸材料，與實施例2的不同點是：所述四(β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯替換為雙(2.4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯。

實施例13：本實施例提供一種低析出紅磷阻燃滌綸材料，與實施例2的不同點是：所述三聚氰胺聚磷酸鹽(MPP)替換為聚磷酸銨(APP)。

實施例14：本實施例提供一種低析出紅磷阻燃滌綸材料，與實施例2的不同點是：所述三聚氰胺聚磷酸鹽(MPP)替換為二甲基膦酸丙酯(DMPP)。

實施例15：本實施例提供一種低析出紅磷阻燃滌綸材料，與實施例2的不同點是：所述氧化銅替換為硼酸鋅。

實施例16：本實施例提供一種低析出紅磷阻燃滌綸材料，與實施例2的不同點是：所述氧化銅替換為八鉬酸銨。

采用下述試驗驗證本發(fā)明效果：

對比例1：本對比例提供一種紅磷阻燃滌綸材料，按以下步驟制備：

(1)預(yù)聚：在pH＝8～9的堿性條件下，將三聚氰胺和37％甲醛按質(zhì)量比1:3置于容器中，70℃條件下，加熱攪拌至溶液透明，制得密胺樹脂預(yù)聚體；

(2)分散：按配方量，往研磨好的紅磷中加入適量水和十二烷基苯磺酸鈉，常溫攪拌至分散均勻，制得紅磷分散系；

(3)微膠囊化：將步驟(1)中制得的密胺樹脂預(yù)聚體緩慢加入到步驟(2)的反應(yīng)體系中，所述密胺樹脂預(yù)聚體與制得紅磷分散系質(zhì)量比為1:5，攪拌均勻，使體系加熱升溫至60℃，調(diào)節(jié)體系pH＝4，并繼續(xù)保溫攪拌2小時；然后停止攪拌，調(diào)節(jié)體系pH至7，過濾所得固體經(jīng)去離子水洗滌、干燥，得到微膠囊化紅磷阻燃劑；

(4)成型：按重量計，將20份上述微膠囊化紅磷阻燃劑、65份滌綸熔融共混，同時加入25份玻璃纖維造粒，即得紅磷阻燃滌綸材料。

對比例2：本對比例提供一種紅磷阻燃滌綸材料，按以下步驟制備：

(1)預(yù)聚：在pH＝8～9的堿性條件下，將三聚氰胺和37％甲醛按質(zhì)量比1:1置于容器中，90℃條件下，加熱攪拌至溶液透明，制得密胺樹脂預(yù)聚體；

(2)分散：按配方量，往研磨好的紅磷中加入適量水和十二烷基苯磺酸鈉，常溫攪拌至分散均勻，制得紅磷分散系；

(3)微膠囊化：將步驟(1)中制得的密胺樹脂預(yù)聚體緩慢加入到步驟(2)的反應(yīng)體系中，所述密胺樹脂預(yù)聚體與制得紅磷分散系質(zhì)量比為1：9，攪拌均勻，使體系加熱升溫至80℃，調(diào)節(jié)體系pH＝6，并繼續(xù)保溫攪拌1小時；然后停止攪拌，調(diào)節(jié)體系pH至7，過濾所得固體經(jīng)去離子水洗滌、干燥，得到微膠囊化紅磷阻燃劑；

(4)成型：按重量計，將35份上述微膠囊化紅磷阻燃劑、55份滌綸熔融共混，同時加入15份玻璃纖維造粒，即得低析出紅磷阻燃滌綸材料。

將上述實施例1～16制得的低析出紅磷阻燃滌綸材料以及對比例1～2制得的紅磷阻燃滌綸材料進行性能測試，測定其拉伸強度(MPa)、彎曲強度(MPa)、彎曲模量(MPa)、阻燃性(3.2mm)和磷析出量(ppm)見下表。

表1

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。