專利名稱：一種水熱法合成納米級(jí)三聚氰胺磷酸鹽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種水熱法合成納米級(jí)三聚氰胺磷酸鹽(MP)的方法。
背景技術(shù)：
三聚氰胺磷酸鹽是一種集酸源與氣源于一體的膨脹型阻燃劑，它具有無鹵、低煙、低毒的特點(diǎn)，由于其分子中含有三嗪環(huán)與磷酸的結(jié)構(gòu)，在熱分解時(shí)會(huì)產(chǎn)生膨脹炭層，從而可以賦予膨脹體系良好的阻燃防火性能。目前，三聚氰胺磷酸鹽廣泛應(yīng)用于各種高分子材料的無鹵阻燃中[消防技術(shù)與產(chǎn)品信息，2001，9:21-23]。三聚氰胺磷酸鹽(MP)的主要合成方法為以三聚氰胺和磷酸為原料，按摩爾比1:1.05的比例加入有水的燒瓶中，一邊攪拌一邊加熱到85 95 °C，反應(yīng)I 2h后，將產(chǎn)物過濾、清洗就得到了三聚氰胺磷酸鹽(MP)[塑料工業(yè)，2009，37 (I): 60-62 ;合成化學(xué)，2003，11 (3):260-264]。但上述方法，獲得的三聚氰胺磷酸鹽顆粒粒徑較大，為微米級(jí)別，當(dāng)加入聚合物基體中時(shí)，對聚合物本身的力學(xué)性能有非常大的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種利用水熱法合成納米級(jí)三聚氰胺磷酸鹽(MP)的方法。本發(fā)明提出的水熱法合成三聚氰胺磷酸鹽(MP)的方法為:首先稱取三聚氰胺(MEL)和磷酸，將它們分別加入溶劑中，加入表面活性劑，攪拌均勻后將其放入水熱反應(yīng)釜中。將反應(yīng)釜放入溫度為120°C _180°C的烘箱中反應(yīng)1-5小時(shí)。在室溫下冷卻反應(yīng)釜，將產(chǎn)物過濾、清洗、干燥，得到納米級(jí)三聚氰胺磷酸鹽(MP)。具體步驟如下:
將三聚氰胺與磷酸按摩爾比1:0.8-1.3的比例加入到溶劑苯中，溶劑苯的用量為10-40倍三聚氰胺與磷酸的質(zhì)量之和，然后加入表面活性劑，表面活性劑用量為三聚氰胺與磷酸質(zhì)量之和的0.5%-4%，攪拌均勻之后加入反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)溫度于120-180°C之間，反應(yīng)時(shí)間為1-5小時(shí)；反應(yīng)完成后將反應(yīng)釜在室溫下自然冷卻，將產(chǎn)物過濾，以蒸餾水清洗數(shù)遍，并在80°C下真空干燥48小時(shí)，得到干燥的納米級(jí)三聚氰胺磷酸鹽粉末。本發(fā)明中，所述三聚氰胺純度>98%，工業(yè)級(jí)。本發(fā)明中，所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉，甘膽酸鈉、2—烷基咪唑啉、2—燒基氣基乙基咪唑琳、十TK燒基漠化卩比唳、燒基_二甲基輕丙基憐酸脂甜菜喊、烷基_二甲基橫乙基甜菜堿、烷基二甲基磺丙基甜菜堿、硬脂酸、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酰胺、Span (司盤)、吐溫、十二烷基硫酸鈉或十六烷基三甲基溴化胺等中任意一種。本發(fā)明的有益效果在于:將反應(yīng)的體系在高壓反應(yīng)釜這個(gè)密閉的容器中，并將反應(yīng)溫度加熱到溶劑沸點(diǎn)以上，利用蒸氣在密閉的容器中形成一個(gè)高溫高壓的特殊環(huán)境，并利用這個(gè)環(huán)境來制備納米級(jí)別的三聚氰胺磷酸鹽；通過在反應(yīng)體系中加入表面活性劑，讓表面活性劑附著在納米三聚氰胺磷酸鹽顆粒表面，阻礙其繼續(xù)長大成為微米顆粒，并防止納米顆粒團(tuán)聚。
采用本申請方法制備的納米三聚氰胺磷酸鹽，粒徑尺寸為40nm-100nm。


圖1為實(shí)施例1納米三聚氰胺磷酸鹽的掃描電鏡圖。圖2為實(shí)施例2納米三聚氰胺磷酸鹽的掃描電鏡圖。圖3為實(shí)施例3納米三聚氰胺磷酸鹽的掃描電鏡圖。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1:
將三聚氰胺與磷酸按摩爾比1:1的比例加入苯中，用量為20倍三聚氰胺與磷酸的質(zhì)量之和，然后加入十二烷基硫酸鈉，用量為三聚氰胺與磷酸質(zhì)量之和的1%，攪拌均勻之后加入反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)溫度為150°C，反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)。反應(yīng)完成后將反應(yīng)釜在室溫下自然冷卻，將三聚氰胺磷酸鹽過濾，并以蒸餾水清洗數(shù)遍，在80°C下真空干燥超過48小時(shí)，得到干燥的粒徑在50nm左右的三聚氰胺磷酸鹽粉末。產(chǎn)物見圖1。實(shí)施例2: 將三聚氰胺與磷酸按摩爾比1:1的比例加入苯中，用量為20倍三聚氰胺與磷酸的質(zhì)量之和，然后加入十六烷基三甲基溴化胺，用量為三聚氰胺與磷酸質(zhì)量之和的2%，攪拌均勻之后加入反應(yīng)爸中，控制反應(yīng)溫度為150°C,反應(yīng)時(shí)間為I小時(shí)。反應(yīng)完成后將反應(yīng)爸在室溫下自然冷卻，將三聚氰胺磷酸鹽過濾，并以蒸餾水清洗數(shù)遍，在80°C下真空干燥48小時(shí)，得到干燥的粒徑在70nm左右的三聚氰胺磷酸鹽粉末。產(chǎn)物見圖2。實(shí)施例3:
將三聚氰胺與磷酸按摩爾比1:1的比例加入苯中，用量為20倍三聚氰胺與磷酸的質(zhì)量之和，然后加入十二烷基硫酸鈉，用量為三聚氰胺與磷酸質(zhì)量之和的2%，攪拌均勻之后加入反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)溫度為120°C，反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)。反應(yīng)完成后將反應(yīng)釜在室溫下自然冷卻，將三聚氰胺磷酸鹽過濾，并以蒸餾水清洗數(shù)遍，在80°C下真空干燥48小時(shí)，得到干燥的粒徑在60nm左右的三聚氰胺磷酸鹽粉末。產(chǎn)物見圖3。
權(quán)利要求
1.一種水熱法合成納米級(jí)三聚氰胺磷酸鹽的方法，其特征在于具體步驟如下 將三聚氰胺與磷酸按摩爾比1:0. 8-1.3的比例加入溶劑苯中，苯用量為10-40倍三聚氰胺與磷酸的質(zhì)量之和，然后加入表面活性劑，表面活性劑用量為三聚氰胺與磷酸質(zhì)量之和的O. 5%-4%，攪拌均勻之后加入反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)溫度為120-180°C，反應(yīng)時(shí)間為1_5小時(shí)；反應(yīng)完成后將反應(yīng)釜在室溫下自然冷卻，將三聚氰胺磷酸鹽過濾，以蒸餾水清洗數(shù)遍，并在80°C下真空干燥48小時(shí)，得到干燥的納米級(jí)三聚氰胺磷酸鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于所述表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉，甘膽酸鈉、2—烷基咪唑啉、2—烷基氨基乙基咪唑啉、十六烷基溴化吡啶、烷基二甲基羥丙基磷酸脂甜菜堿、烷基二甲基磺乙基甜菜堿、烷基二甲基磺丙基甜菜堿、硬脂酸、辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯酰胺、司盤、吐溫、十二烷基硫酸鈉或十六烷基三甲基溴化胺中任一種。
全文摘要
本發(fā)明屬于材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種水熱法合成納米級(jí)三聚氰胺磷酸鹽(MP)的方法。將三聚氰胺(MEL)和磷酸，溶劑以及表面活性劑，攪拌均勻后加入水熱反應(yīng)釜，通過水熱反應(yīng)得到三聚氰胺磷酸鹽，再通過過濾、干燥可以得到納米級(jí)三聚氰胺磷酸鹽。本方法制得的納米三聚氰胺磷酸鹽，粒徑尺寸為40nm-100nm。
文檔編號(hào)C07D251/56GK103254145SQ201310175838
公開日2013年8月21日 申請日期2013年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月14日
發(fā)明者王正洲, 徐少洪 申請人:同濟(jì)大學(xué)