本發(fā)明屬于阻燃材料，具體涉及己二胺四甲叉膦酸鑭及其制備方法和用途。

背景技術(shù)：

1、無(wú)鹵阻燃材料燃燒時(shí)不揮發(fā)、不產(chǎn)生腐蝕性氣體，符合綠色環(huán)保需求。隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的日益重視，無(wú)鹵阻燃劑必將逐步替代現(xiàn)有的含鹵阻燃劑成為新的發(fā)展趨勢(shì)，并擁有更為廣泛的市場(chǎng)前景。無(wú)鹵膨脹型阻燃劑(ifr)以其低煙、無(wú)毒、阻燃效率高、無(wú)熔融滴落物、無(wú)腐蝕性氣體釋放等優(yōu)勢(shì),被廣泛使用。

2、ifr是以磷、氮為主要成分的無(wú)鹵阻燃劑。它具有高阻燃性、無(wú)熔融滴落、對(duì)長(zhǎng)時(shí)間或重復(fù)暴露在火焰中有極好的抵抗性，無(wú)鹵、無(wú)氧化銻，低煙、無(wú)毒、無(wú)腐蝕性氣體產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn)。ifr主要由三部分組成：第一部分是酸源又稱(chēng)脫水劑或炭化促進(jìn)劑；第二部分是炭源又稱(chēng)成炭劑；第三部分是氣源又稱(chēng)發(fā)泡源，可釋放出惰性氣體。市面上經(jīng)典的ifr的配比主要由聚磷酸銨(app)和聚戊四醇(per)復(fù)配而成(app:per＝2:1)。由于普通的ifr易吸潮，添加量大，同塑料的相容性差，所以還需要對(duì)其進(jìn)行配方設(shè)計(jì)優(yōu)化以提高其與塑料的相容性和提高阻燃效率。因此，開(kāi)發(fā)一款能夠與ifr進(jìn)行復(fù)配，能夠降低ifr的添加量，改善其相容性的新型阻燃協(xié)效劑具有重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供己二胺四甲叉膦酸鑭(la@hd)。

2、本發(fā)明的另一目的在于提供己二胺四甲叉膦酸鑭的制備方法。

3、本發(fā)明的再一目的在于提供己二胺四甲叉膦酸鑭的用途。

4、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

5、己二胺四甲叉膦酸鑭，其結(jié)構(gòu)式為

6、

7、上述己二胺四甲叉膦酸鑭的制備方法，包括如下步驟：

8、(1)將六亞甲基二胺四亞甲基膦酸和去離子水混合后，于45～95℃攪拌至完全溶解，得到a溶液；

9、(2)將la(no3)3·6h2o溶解于去離子水，得到b溶液；

10、(3)將分散劑溶解于去離子水，得到c溶液；

11、(4)將b溶液和c溶液在30～120min緩慢滴入45～95℃的溶液a中，滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)1～4h，接著降溫至室溫，然后進(jìn)行超聲分散10-30min，經(jīng)靜置，獲得白色沉淀產(chǎn)物d；

12、(5)將白色沉淀產(chǎn)物d抽濾分離并用去離子水洗滌后，于60～105℃干燥6～24h，即得。

13、在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述六亞甲基二胺四亞甲基膦酸與la(no3)3·6h2o的摩爾比為1～5:1～4。

14、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述步驟(1)中，六亞甲基二胺四亞甲基膦酸和去離子水的比例為0.01～0.05mol:350～600ml。

15、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述步驟(2)中，la(no3)3·6h2o和去離子水的比例為0.01～0.04mol:200～400ml。

16、進(jìn)一步優(yōu)選的，所述六亞甲基二胺四亞甲基膦酸、la(no3)3·6h2o、分散劑和去離子水的質(zhì)量比為4.9～24.5:4.35～17.4:0.185～0.838:600～1100。

17、更進(jìn)一步優(yōu)選的，所述分散劑為聚羧酸、六偏磷酸鈉、氯化鈉、硝酸鉀和檸檬酸鈉中的至少一種。

18、上述己二胺四甲叉膦酸鑭和無(wú)鹵膨脹型阻燃劑ifr協(xié)同作為pp阻燃劑的用途。

19、一種用于pp的復(fù)配阻燃劑，其有效成分包括上述己二胺四甲叉膦酸鑭和無(wú)鹵膨脹型阻燃劑ifr。

20、一種阻燃pp材料，其原料包括pp和上述復(fù)配阻燃劑。

21、本發(fā)明的有益效果是：

22、1、本發(fā)明的己二胺四甲叉膦酸鑭(la@hd)和無(wú)鹵膨脹型阻燃劑ifr具有優(yōu)異的協(xié)效阻燃效果，在氣相和凝聚相中發(fā)揮雙重阻燃作用。在氣相中，ifr分解釋放惰性氣體來(lái)稀釋可燃?xì)怏w和氧氣的濃度，同時(shí)釋放出p·和po·捕獲pp熱降解過(guò)程中釋放的o·、h·和oh·，從而減緩或終止燃燒過(guò)程；在凝聚相中，la@hd受熱會(huì)不斷富集在pp材料表面，并催化pp基體交聯(lián)成炭，在pp基體表面形成致密連續(xù)的炭層，阻隔熱量、氧氣以及氣相可燃物的傳遞，從而抑制pp的燃燒，實(shí)現(xiàn)阻燃的目的。

23、2、由于本發(fā)明的己二胺四甲叉膦酸鑭的結(jié)構(gòu)中存在柔性脂肪鏈和磷氧鑭，使其具有一定的兩親性，和ifr復(fù)配使用能夠改善其與聚丙烯(pp)的相容性，從而增強(qiáng)界面粘結(jié)力，改善pp/ifr復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。

技術(shù)特征：

1.己二胺四甲叉膦酸鑭，其特征在于：其結(jié)構(gòu)式為

2.權(quán)利要求1所述的己二胺四甲叉膦酸鑭的制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：所述六亞甲基二胺四亞甲基膦酸與la(no3)3·6h2o的摩爾比為1～5:1～4。

4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中，六亞甲基二胺四亞甲基膦酸和去離子水的比例為0.01～0.05mol:350～600ml。

5.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中，la(no3)3·6h2o和去離子水的比例為0.01～0.04mol:200～400ml。

6.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于：所述六亞甲基二胺四亞甲基膦酸、la(no3)3·6h2o、分散劑和去離子水的質(zhì)量比為4.9～24.5:4.35～17.4:0.185～0.838:600～1100。

7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于：所述分散劑為聚羧酸、六偏磷酸鈉、氯化鈉、硝酸鉀和檸檬酸鈉中的至少一種。

8.權(quán)利要求1所述的己二胺四甲叉膦酸鑭和無(wú)鹵膨脹型阻燃劑ifr協(xié)同作為pp阻燃劑的用途。

9.一種用于pp的復(fù)配阻燃劑，其特征在于：其有效成分包括權(quán)利要求1所述的己二胺四甲叉膦酸鑭和無(wú)鹵膨脹型阻燃劑ifr。

10.一種阻燃pp材料，其特征在于：其原料包括pp和權(quán)利要求9所述的復(fù)配阻燃劑。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了己二胺四甲叉膦酸鑭及其制備方法和用途，其結(jié)構(gòu)式為本發(fā)明的己二胺四甲叉膦酸鑭(La@HD)和無(wú)鹵膨脹型阻燃劑IFR具有優(yōu)異的協(xié)效阻燃效果，在氣相和凝聚相中發(fā)揮雙重阻燃作用；由于本發(fā)明的己二胺四甲叉膦酸鑭的結(jié)構(gòu)中存在柔性脂肪鏈和磷氧鑭，使其具有一定的兩親性，和IFR復(fù)配使用能夠改善其與聚丙烯(PP)的相容性，從而增強(qiáng)界面粘結(jié)力，改善PP/IFR復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。

技術(shù)研發(fā)人員：吳銀財(cái),宋立軍,程紅艷,林鳳龍,王勝龍,徐偉恩,鄭婷怡,王辛坤,余春林,藍(lán)舟
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廈門(mén)稀土材料研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21