三嗪类超支化成炭剂的制备与应用

随着现代社会对环保要求的不断提高，发展高效、无毒的聚合物阻燃剂已成为大 势所趋。膨胀型阻燃（IFR）体系是一类绿色环保阻燃体系。然而，传统的IFR 体系 存在着添加量大，对材料性能影响大等问题，使其难以广泛应用。开发新型大分子成 炭剂是提高IFR 效率的有效途径之一，其中，三嗪类成炭剂具有热稳定性好，成炭效 率高等优点，是当前新型成炭剂研究与应用的热点。本文设计合成了两种超支化三嗪 类成炭剂（PO，PS），并对其性能应用进行了研究。 以三聚氯氰，4，4-二氨基二苯醚（ODA）或4，4-二氨基二苯硫醚（SDA）为原 料，通过A2+B3的方法合成得到PO和PS。利用核磁共振（NMR）、红外光谱（FTIR）、 热失重分析仪（TGA）等对产物结构及热稳定性进行了表征。TGA结果表明，PO、 PS都具有良好的热稳定性和成炭性能。在空气中，PO和PS的5 wt%质量损失温度分 别为250 ºC及330 ºC。而在氮气中，两者在700 ºC的成炭率都高于60 wt%，体现出 良好的成炭能力，可以作为膨胀阻燃体系中优质的成炭剂。 将PO、PS 分别与聚磷酸铵（APP）复配，构成新型IFR 体系，用于尼龙6（PA6） 的阻燃。研究了PO、PS 与APP 的比例、添加量等对PA6 阻燃性能的影响。结果证 明，APP/PO 体系的阻燃效率较高。当APP/PO 为2/1 时，只需要添加25 wt%IFR-PA6 就可以通过V-0 级别，氧指数也达到31。锥形量热实验中， PA6/APP/PO 体系燃烧 时可以形成致密的膨胀炭层，起到良好的隔热隔氧作用，阻止材料进一步的降解。因 此，燃烧时其热释放量，热释放速率和质量损失速率相比较纯树脂及PA6/APP 体系 都有大幅下降。 利用TGA 对阻燃PA6 的阻燃机理进行了初步探讨。研究表明，在PA6/APP/PO 体系中，APP 降解所产生的多聚磷酸会与PA6 及PO 都发生交联反应。APP 与PO 间 的交联反应使得更多的多聚磷酸参与成炭，提高了阻燃树脂高温时的成炭率，因此体 现出更好的阻燃性能。此外，对PA6/APP/PO 体系燃烧后炭层的红外（FTIR）及X 光电子能谱（XPS）表征也证明了这一反应的存在。同时，扫描电镜（SEM）的结果 表明PA6/APP/PO 燃烧后可以形成内部成蜂窝泡孔状，外表面致密，连续，光滑的炭 层。炭层有效的阻隔了燃烧中的热量和可燃性气体的流通，提升了阻燃效果。 i 摘要 将APP/PO、APP/PS 膨胀阻燃体系用于聚乳酸（PLA）的阻燃研究，主要研究了 PO、PS 与APP 的配比、添加量对PLA 阻燃性能的影响。结果发现，在PLA 中APP/PS 体系的阻燃效率较高。当APP/PS 为3/2 时，只需要添加15 wt% IFR 就可以消除PLA 树脂的熔滴现象，达到V-0 级别，具有较高的阻燃效率。锥形量热实验结果表明，PS 的加入可以加快成炭速率，在很短的时间内就可以形成膨胀炭层，防止燃烧的进一步 进行，使得热释放速率和质量损失速率下降。燃烧后，PLA/APP/PS 体系可以形成更 为致密的炭层，起到了很好的包覆效果，具有一定的抗熔滴性能。 对阻燃PLA 树脂的热分解行为研究表明，阻燃体系内的APP 与PS 也会在较低 温度下发生反应，形成交联结构。此种结构在高温时具有很好的热稳定性和成炭率， 增强了阻燃体系的热性能和成炭性能，并且进一步提高了阻燃PLA 树脂的成炭率。 700 ºC 时，PLA/APP/PS 体系的成炭率达到20 wt%，比PLA/APP 体系的10 wt%和理 论计算值16 wt%都高。对PLA/APP/PS 体系燃烧后炭层的FTIR 和XPS 分析也表明， 炭层中存在P-O-C 的结构，证明了APP 与PS 间的交联反应。燃烧后的炭层中磷元素 含量大幅增加，大量的磷元素以P-O-C 的形式富集于材料表面，形成致密且黏度较 高的炭层，对材料起到了很好的包裹作用，有效防止了熔滴。SEM 的表征也说明， PLA/APP/PS 体系在燃烧后可以形成致密、光滑、连续的炭层结构，可以更好地保护 基体，因此获得了比较好的阻燃效果

具有双环磷酸酯结构的长链三嗪系大分子阻燃剂及其方法

本发明涉及一种含具有双环磷酸酯结构的大分子三嗪系阻燃剂及其制备方法，该阻燃剂如下结构，由三聚氯氰、1-氧-4-羟甲基-2，6，7-三氧杂-1-磷杂双环[2，2，2]辛烷(PEPA)和具有结构通式为ZH-R-ZH的二元胺、二元醇/酚或二元硫醇/酚在缚酸剂作用下缩聚得到。本发明提供的制备方法原料易得，工艺简单。所得膨胀型阻燃剂热稳定好，高温下成炭率高，膨胀性能显著，可作为单独或通过复配在材料的阻燃改性中应用；它的碳源、酸源、发泡源3种组分在同一个大分子中，可以有效地解决阻燃体系在材料中各组分分布不均问题，克服无机阻燃剂和低分子量有机阻燃体系的挥发、迁移和渗出等问题，同时改善由于阻燃剂的添加引起材料力学行为变差的缺陷

含芳香族链结构的三嗪成炭剂及其制备方法

一种含芳香族链结构的三嗪成炭剂，该成炭剂由结构通式为NH2-Ar-NH2， HO-Ar-OH或HS-Ar-SH的芳香族二元化合物和单取代三聚氯氰在催化剂作用下缩聚得 到。本发明还公开了该含芳香族链结构的三嗪成炭剂的制备方法。与现有技术相比，本 发明的优点在于：本发明所得三嗪系无卤阻燃剂热稳定性高，高温下成炭率高，反应过 程为“一锅法”连续反应，制备工艺简单，中间体不需处理，后处理方法简单，反应时 间短，产率高；可以有效地节约能耗，提高生产效率，降低生产成本

一种具有超支化结构的无卤阻燃剂及其制备方法和应用

本发明公开了一种具有超支化结构的无卤阻燃剂及其制备方法和应用，制备方法包括如下步骤：①在反应器中，将三氯氧磷缓慢滴加到非质子性溶剂中，得到三氯氧磷溶液，②将A2单体与催化剂溶解于非质子性溶剂中得到A2混合溶液，③将步骤②中所得的混合溶液逐步滴加到三氯氧磷溶液中，控温反应，④冷却、沉淀、水洗，干燥，得到超支化阻燃剂。所述的A2为HO-R1-OH或NH2-R1-NH2。与现有技术相比，本发明的优点在于：制备工艺简单，而且原材料易得且低成本交低；所制得的超支化无卤阻燃剂具有超支化聚合物的低粘度、端基可设计、与基体相容性好等特点，具有广阔的应用前景

三嗪系超支化大分子成炭剂的制备方法

一种三嗪系超支化大分子成炭剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤①将二氨基或二羟基化合物与非质子性有机溶剂混合，加入催化剂，在惰性气体氛围中；②逐滴加入三聚氯氰的非质子性有机溶液，滴加完后，该温度下继续反应；③加入封端剂，再反应；④沉淀，过滤，有机溶剂清洗，分离，干燥后得到三嗪系超支化大分子成炭剂。与现有技术相比，本发明的优点在于：采用一锅法，具有反应过程连续，反应时间短优点，且产物热稳定性佳，成炭率高，加工性能好