无卤磷酸酯蜜胺盐聚合物膨胀型阻燃剂的合成及其应用

以五氧化二磷-淀粉-蜜胺为原料,合成了无卤环状类磷酸酯蜜胺盐聚合物(IFR),实验显示原料摩尔配比为1.4∶1∶2的IFR的阻燃性能最佳,该阻燃剂阻燃聚丙烯的极限氧指数(LOI)可以达到30.2。傅里叶红外光谱分析表明该阻燃剂具有环状结构,在热重分析中该阻燃剂表现出优异的热稳定性和很高的成碳性。以该阻燃剂掺入聚丙烯中,结果表明它是一种良好的阻燃剂。     

季戊四醇磷酸蜜胺盐膨胀型阻燃剂的合成

采用磷酸、季戊四醇和三聚氰胺为原料,乙二醇为介质,在一定温度和搅拌下合成无卤膨胀型阻燃剂季戊四醇磷酸蜜胺盐,并对产物进行了差热、热失重及红外分析.根据该阻燃剂的膨胀度、剩炭率的测定结果,确定最佳合成条件为:n(磷酸)∶n(季戊四醇)∶n(三聚氰胺)=3∶1∶2;中间产物季戊四醇磷酸酯中间体的合成温度120 ℃,合成时间2 h;最终产物磷酸酯三聚氰胺盐阻燃剂合成温度100 ℃,时间4 h.     

季戊四醇磷酸酯蜜胺盐阻燃剂的合成及应用

以磷酸、季戊四醇和三聚氰胺合成了无卤膨胀型阻燃剂季戊四醇磷酸酯蜜胺盐,并对产物进行了差热和热失重及红外分析。结果显示,该阻燃剂在266℃有一吸热分解峰,显示出较好的稳定性;根据残炭率确定的合成最佳条件为:n(磷酸)∶n(季戊四醇)∶n(三聚氰胺)=2~2.5∶1∶1.8~2.2;合成温度100~110℃;反应时间4~6 h;以此阻燃剂添加到不饱和聚酯里,添加18份时阻燃级别可达UL-V0级。该阻燃剂具有分解温度适中,阻燃效率高等优点。     

新型阻燃剂间苯三酚三（二苯基磷酸酯）的合成及其阻燃环氧树脂研究

以间苯三酚、三氯氧磷和苯酚为原料,合成了间苯三酚三(二苯基磷酸酯)(PDP)阻燃剂,并通过红外光谱分析和元素分析表征了其结构。结果表明,反应的最佳工艺条件为:无水三氯化铝作为催化剂,间苯三酚与三氯氧磷的物质的量之比为1:5;第一步反应温度为70℃,反应时间为7 h;第二步反应温度为130℃,反应时间为8 h。产品收率达87.2%。PDP 阻燃环氧树脂的应用实验表明,其与三聚氰胺质量比为3:1的复配体系添加量为15%(质量分数,下同)时,环氧树脂的氧指数为32.2%,达到 UL94 V-0级。     

膨胀型阻燃剂三羟甲基丙烷磷酸酯三聚氰胺盐的合成

以三羟甲基丙烷、磷酸、三聚氰胺为原料,用乙二醇作为分散剂,采用两步法合成了氮磷膨胀型阻燃剂三羟甲基丙烷磷酸酯三聚氰胺盐。对反应温度、反应时间、物料配比和分散剂等条件作了工艺考察。结果表明,第一步反应时间3 h、反应温度为60℃;第二步反应时间1.5 h,反应温度为60℃,分散剂为乙二醇;物料最佳摩尔比n(三羟甲基丙烷)∶n(磷酸)∶n(三聚氰胺)=1∶1∶1,该条件下阻燃剂剩炭率可达41%。通过红外光谱和热重分析对阻燃剂进行了表征,分别表明该阻燃剂具有N-H、C=N、P-O-C等特征峰,能够在有效的温度区间内发生热分解,起到阻燃作用。     

阻燃剂季戊四醇螺环磷酸酯的合成

以季戊四醇、三氯氧磷为原料,合成了季戊四醇二磷酸酯二磷酰氯,再与对甲酚反应合成了阻燃剂季戊四醇螺环磷酸酯。探讨了原料配比、反应时间、反应温度对中间体和阻燃剂收率的影响,结果表明:110℃的条件下,原料配比为1∶5,反应6 h时,中间体收率可达64. 7%;在中间体配比为1∶2时,反应温度为80℃、反应时间为5 h时,阻燃剂收率可达74. 9%。熔点测试表明:阻燃剂熔点高于中间体。并对阻燃剂进行了红外结构测试。     

有机膨胀型氮磷阻燃剂的合成及应用研究

以双酚A、三氯氧磷和三聚氰胺为原料,通过两步反应合成了膨胀型阻燃剂双酚A双磷酸三聚氰胺盐。采用单因素法确定了最佳合成工艺：第一步反应最佳条件是三氯氧磷/双酚A摩尔比2.2、反应温度70 ℃、反应时间5 h;第二步反应最佳条件是中间体/三聚氰胺摩尔比1/2、反应温度100 ℃、反应时间3 h;产品收率达到87.6 %。采用极限氧指数法和垂直燃烧法测试了该阻燃剂阻燃聚丙烯材料的燃烧性能。结果表明,当15 %的双酚A双磷酸三聚氰胺盐与5 %的聚磷酸铵复配后时,阻燃聚丙烯的极限氧指数达到33 %,垂直燃烧性能达到V-0级。     

多元醇制备无卤阻燃剂的研究

通过酰氯化、水解、胺化等多步反应合成膨胀型无卤阻燃剂季戊四醇双磷酸酯乙醇胺盐,通过探讨原料配比、反应时间、反应温度等因素得到较适宜的反应条件;酰氯化反应季戊四醇和三氯氧磷物质的量比为1∶4,反应温度为85℃,反应时间为7 h时,中间体收率最高;胺化反应当物质的量比为1∶2,反应温度为80℃,反应时间为1.5 h时,最终产物收率最高。并对产品进行了红外(IR)光谱分析鉴定其结构,并用垂直燃烧试验研究产物对棉布、涤纶、锦纶、腈纶、混纺的阻燃效果。     

新型有机膨胀型阻燃剂BTOCPMOM的合成

以季戊四醇(PER)、三氯氧磷、蜜胺(MA)和七钼酸铵(AHM)为原料,通过季戊四醇磷酸酯和八钼酸蜜胺进行复配,合成了新型无卤双羟基磷酸酯八钼酸蜜胺盐(BTOCPMOM),并以红外光谱和元素分析对所得产品进行了表征。结合热重分析和产品阻燃性能测试结果显示,该阻燃剂在热重分析中表现出良好的热稳定性和较高的成碳性。将合成产品应用于聚丙烯阻燃中,当BTOCPMOM/PP=30∶70(W/W)时,氧指数达到35.2%。     

双氯螺磷合成工艺的改进

以三氯氧磷和季戊四醇为原料,无水三氯化铝做催化剂,甲苯为溶剂在80℃的条件下合成了制备磷系阻燃剂季戊四醇双磷酸酯蜜胺盐的中间体双氯螺磷（PDD）,探讨了反应条件对产物结构的影响。该合成方法后处理简单,大大简化了提纯过程。     

复盐沉淀法制备磷酸铵盐的工艺条件研究

针对中低品位磷矿开发应用所存在的不足,以贫磷矿为原料,采用盐酸-复盐沉淀法制备磷酸铵盐,并着重考察磷酸三聚氰胺复盐沉淀工序较适宜的工艺条件。以溶液中磷酸的沉淀率为主要考察指标,通过单因素实验和正交实验考察并确定较适宜的工艺条件为:反应温度为70℃、磷酸溶液c(H_3PO_4)为0.6 mol/L、三聚氰胺与磷酸物质的量之比为1.5、反应时间为1.5 h,此条件下的3次重复实验结果显示磷酸的平均沉淀率为98.27%。所制备的复盐沉淀样品经XRD分析及红外光谱表征,主要成分为磷酸三聚氰胺复盐。     

季戊四醇磷酸酯三聚氰胺盐合成工艺研究

以磷酸、季戊四醇、三聚氰胺为原料合成了膨胀型阻燃剂季戊四醇磷酸酯三聚氰胺盐。考察了酸醇物质的量的比、催化剂用量、带水剂用量、酯胺质量比和反应时间等因素对反应过程的影响。确定了最佳反应条件：n（磷酸）∶n（季戊四醇）=5∶1,催化剂NKC-9用量为酸醇总质量的8%,m（甲苯）∶m（季戊四醇）=1.60∶1,酯化温度不低于108℃,酯化时间8 h,该条件下酯收率为74.4%。在m（季戊四醇磷酸酯）∶m（三聚氰胺）=1∶2,反应温度为90℃,反应时间为2 h的条件下,所得产品季戊四醇磷酸酯三聚氰胺盐500℃时的残炭率为51.0%。     

季戊四醇磷酸蜜胺盐膨胀型阻燃剂的合成和应用

本文采用磷酸、季戊四醇和三聚氰胺为原料,乙二醇为介质在一定条件下合成无卤膨胀型阻燃剂季戊四醇磷酸蜜胺盐,并对产物进行了差热、热失重及红外分析;根据该阻燃剂的膨胀度、剩炭率的测定结果,确定最佳合成条件为：n（磷酸）：n（季戊四醇）：n（三聚氰胺）=3：1：1．5～2;中间产物磷酸季戊四醇酯的合成温度120℃,合成时间2h;最终产物磷酸蜜铵盐合成温度100℃,时间4h。将该阻燃剂和高密度聚乙烯以不同比例共混,测定复合材料的力学性能、加工性能和燃烧性能。结果表明：以m（阻燃剂）：m（聚乙烯）=15：85混合,可使复合材料有良好的机械加工性能和理想的阻燃效果。     

三聚氰胺磷酸盐的绿色合成及阻燃性研究

以三聚氰胺和磷酸为主要原料,以去离子水为溶剂合成了三聚氰胺磷酸盐(MP);运用正交试验法设计试验方案,考察了反应物的配比、反应温度和反应时间对反应产率的影响;用傅立叶变换红外光谱(FTIR)仪进行了结构表征,使用极限氧指数仪和垂直燃烧仪测试了其对热塑性聚氨酯(PUR-T)弹性体的阻燃性能.研究结果表明,由FTIR谱图分析产物中含有C=N,P=O,C-N,N-H,P-OH等基团,确定了产物是MP;在合成反应中接近最佳反应的条件是:三聚氰胺与磷酸的物质的量之比为1:1、合成反应温度为95℃,合成反应时间为1.5 h,在此条件下合成MP的产率为95.17%;当将产物添加到PUR-T中MP与PUR-T质量比达到28:100时,燃烧级别达到UL94 V-0级,点燃时间长,自熄时间短,成炭效果好,且阻燃效果优于聚磷酸铵阻燃剂.     

硼-磷-氮协效膨胀型阻燃剂的合成与性能研究

以三聚氰胺(MEL)、磷酸(PA)、硼酸(BA)等为原料,合成了三聚氰胺磷酸盐(MP)和三聚氰胺硼酸盐(MB)中间体,以及三聚氰胺磷酸硼酸盐(MPB)硼-磷-氮协效"三位一体"膨胀型阻燃剂,用红外光谱和元素分析等方法对合成产物的结构和组成进行了表征,确定了阻燃剂合成的最佳条件。探讨了MPB的元素组成对MPB阻燃环氧树脂复合材料氧指数的影响,以及MPB的协同阻燃机理。结果表明:合成MP时,三聚氰胺和磷酸的最佳摩尔比为1:0.5;合成MB时,三聚氰胺和硼酸的最佳摩尔比为10:1;合成MPB-1(以MP为中间体)的最佳质量比为w(MP):w(BA)=3:1;合成MPB-2(以MB为中间体)的最佳质量比为w(MB):w(PA)=0.92:1。MPB-2对环氧树脂的阻燃性能优于MPB-1,这是由于MPB-2中元素组成均衡,使得B-P-N协效作用明显。     

新型离子液体交换法合成阻燃剂及其应用

为了开发出一种合成简单、便于保存,且不会对环境造成污染的阻燃剂,以双咪唑离子液体为单体,通过活性聚合反应和阴离子交换反应合成了磷氮膨胀型阻燃剂聚1-丁基-3-(1-乙烯基咪唑-3-己基)咪唑磷酸氢盐和聚1-丁基-3-(1-乙烯基咪唑-3-己基)咪唑磷酸二氢盐,研究了不同阻燃剂与聚氯乙烯的比例对聚氯乙烯电缆料极限氧指数的影响。结果表明:随着体系中阻燃剂与聚氯乙烯的质量比从1∶5到4∶9,聚氯乙烯电缆料的极限氧指数可从28%提高到34%;并且同等比例下,聚1-丁基-3-(1-乙烯基咪唑-3-己基)咪唑磷酸氢盐对极限氧指数的提高要优于聚1-丁基-3-(1-乙烯基咪唑-3-己基)咪唑磷酸二氢盐。     

聚合磷酸酯阻燃剂的合成及应用研究

以三氯氧磷、乙醇及乙二醇为主要原料,二氯乙烷为溶剂,辛酸亚锡为催化剂,三聚氰胺为缚酸剂,制备了含端羟基的聚合磷酸酯阻燃剂。讨论了反应的主要因素,确定适宜的反应条件为:n(三氯氧磷)∶n(乙醇)∶n(乙二醇)为1∶1∶1.05,0℃滴加入乙醇,反应依次在25℃、45℃、65℃分别保温反应2h、2h和1h。产率89.2%,数均相对分子质量MnGPC=3750,分布指数PD=1.27。用FT IR,1 H NMR表征了产物结构。在聚氨酯硬泡沫中进行了应用实验,极限氧指数达到29,且表现出良好的低温尺寸稳定性。     

Synthesis and characterization of bio-based intumescent flame retardant and its application in polyurethane

A novel bio-based P-N containing intumescent flame retardant melamine starch phytate (PSTM) was prepared via the reaction of phytic acid starch ester with melamine and characterized by Fourier transform infrared, scanning electron microscopy and thermogravimetric analysis (TGA). The effects of PSTM on thermal properties and flammability of rigid polyurethane (PU) foams were analyzed by TGA, limit oxygen index (LOI), vertical burning tests (UL-94) and cone calorimeter measurement. The TGA results demonstrated that the thermal stabilities of PU/PSTM foam at high temperature was enhanced with the increasing additive amount of PSTM. The results showed that PU foam with 30 php PSTM (PU/PSTM-30%) observed an LOI value of 25.9 and a UL-94 rating of V-0. Cone calorimetry data showed that peak heat release rate, total heat release and smoke production rate of PU/PSTM-30% were distinctly lower than that of pure PU. Further experimental results demonstrated that PSTM promotes well charring of PU which could protect the foam from combustion. This work developed a novel bio-based intumescent flame retardant by suing phytic acid and starch as the acid source and carbon source, respectively, which is of great significance to the preparation of environmental-friendly flame retardants.