三嗪系阻燃剂(精)
三(三溴苯氧基)三嗪的合成及阻燃性能
三(三溴苯氧基)三嗪的合成及阻燃性能倪秋洋;赵爱明【摘要】A bromine nitrogen flame retardant,tri(tribrimophenoxy)triazine(3) with yield of 95.8%, was synthesized by using phenol and cyanuric chloride as the raw materials.The structure and property were characterized by 1H NMR, 13C NMR and TG-DTG.The flame retardation of 3 to epoxy resin(EP) was investigated by LOI test.The results indicated that T5 of 3 was 331 ℃ and carbon yield of 500 ℃ was 8.25%, respectively.The flame retardant level of 325-EP was fire-retardant(LOI=28%) with 3 dosage of 25%%以苯酚和三聚氯氰为原料,合成了一种溴氮型阻燃剂——三(三溴苯氧基)三嗪(3),收率95.8%,其结构和性能经1H NMR, 13C NMR和TG-DTG表征.采用极限氧指数(LOI)测试研究了3对环氧树脂(EP)的阻燃性能.结果表明:3的T5为331 ℃, 500 ℃残炭率为8.25%. 3的用量为25%时,325-EP的LOI为28%,阻燃级别为难燃.【期刊名称】《合成化学》【年(卷),期】2017(025)005【总页数】4页(P433-436)【关键词】苯酚;三聚氯氰;协同阻燃剂;合成;环氧树脂阻燃;阻燃性能【作者】倪秋洋;赵爱明【作者单位】开美化学科技南通有限公司,江苏南通 226100;海门瑞一医药科技有限公司,江苏海门 226121【正文语种】中文【中图分类】O626.43阻燃剂对降低火灾风险有重要作用[1]，其用量在所有高分子材料助剂中仅次于增塑剂[2]。
三嗪系阻燃剂
C
NH2
Cl
N
Cl C C
C
Cl N
N
C
CH2OH N
CH2OH
N
HOH2C
CH2OH
TM-DACT
DACT与甲醛以1：4（摩尔比）的比例混合，在 60~70℃下加热搅拌0.5h，即得2，4-二（N，N-二 羟甲基氨基）-6-（1，1，1-三氯甲基）-1，3，5三嗪（TM-DACT）
DACT与TM-DACT均为白色粉末，熔点高于 320℃，以DACT与磷酸配合处理棉麻纤维织物， 当添加量80%时，氧指数可达35。DACT的磷酸 浴液处理的织物手感好，阻燃性高，操作简单。 DACT不含活性羟基，不与纤维交联，因而耐洗 性较差。此外，目前尚未找到TM-DACT的合适溶 剂。
与五溴苄基溴的缩合产物
在90℃下，将五卤苄基溴溶于DMF，再加入三 聚氰酸的三钠盐，于90-95℃下搅拌过夜，即得 三（五卤苄基）异氰尿酸酯。产品为白色粉末， 可用于多种材料阻燃。
与五卤苄醇的缩合物
将氰尿酰氯和五卤苄醇加和二氯苯中，回流1h
后，分批加入干燥的NaOH粉末，再搅拌冷却到
室温，即得2，4，6-三（五卤苄基）-1，3，5-
N
H2N C
C
NH2
N
N
C
三聚氰胺（melamine)
NH2
三聚氰胺
它可由尿素高温热解或氢氰酸制备，系白色单斜 晶体，不可燃，加热易升华，急剧加热则分解。 它成为优良阻燃剂的原因是：(a)在250-450℃发 生分解反应，吸收大量的热，并放出氨；(b)能够 影响材料的熔化行为，并加速其炭化成焦。
据国外资料报导，MCA作为环氧树脂的阻燃剂， 可将氧指数由24-28提高到46-48，且特别适用于 阻燃电器元件和部件。将它加入醋酸乙烯酯乳液、 丙烯酸酯乳液及橡胶乳液中，可制成阻燃型涂料， 其涂膜密着性和平滑性均优，且无着色污染。
高效膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的阻燃机理
作者简介：李磊（1985-）,男，中级职称、硕士研究生、主要研究高分子先进复合材料的共混改性。
收稿日期：2023-07-27聚丙烯(PP )作为一种常用的塑料，在汽车、小家电、纺织、快速消费品、建筑等行业得到广泛应用[1]。
然而，由于它的易燃性，近些年来火灾事故频发，对人们的生命安全和财产造成了巨大的损害，因此对聚丙烯PP 的阻燃性能越来越受到社会的广泛关注。
随着人们环保和安全意识的逐渐提高，绿色环保、高效的无卤阻燃剂已成为阻燃PP 的发展趋势[2~3]。
本研究采用聚磷酸铵(APP )和实验室合成的三嗪成炭剂(CFA )作为膨胀型阻燃剂来阻燃PP ，在前期已取得了良好的阻燃性能和综合力学性能[4]。
本文主要通过锥形量热法、热重法、红外分析等手段研究了APP 与CFA 复合阻燃PP 的阻燃机理。
1 实验部分1.1 主要原料和设备PP ，3080，台塑聚丙烯（宁波）有限公司；APP,聚合度＞2000，浙江传化合成材料有限公司；三嗪成炭剂CFA ，实验室合成；PTFE ，大金氟化工（中国）有限公司；抗氧剂，168、1010，西尼尔化工科技有限公司；双螺杆挤出机,SHJ36 南京诚盟化工机械有限公司；高效膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的阻燃机理李磊1，周俊2(1.苏州俄邦工程塑胶有限公司，江苏 苏州 215021；2.国材（苏州）新材料科技有限公司，江苏 苏州 215021)摘要：本文采用多聚磷酸铵(APP ) 、实验室自制三嗪系成炭(CFA ) ，聚丙烯（PP 3080）调整相应比例，采用熔融共混挤出法制备了三元复合材料无卤阻燃聚丙烯，并研究了固定APP 和CAF 比例为3:1作为复合阻燃剂的前提条件下，分别按照复合阻燃剂和聚丙烯（PP 3080）以20:80、24:76、28:72、32:68的比例制成的三元复合材料对阻燃性能的影响。
结果表明，在三元复合阻燃PP 体系中，复合阻燃剂添加当加入24%(质量分数)时，与原料PP 相比，PHRR 、a v-EHC 、av -SEA 分别降低了 72.3%、23.4%、44.5%，TPHRR 是原料PP 的1.89倍，呈现出优异的阻燃效果。
不同类型阻燃剂国际代号
常见的阻燃剂国际代号如下：
1.卤系阻燃剂：代表国际代号为PBBs和PBDEs。
2.溴系阻燃剂：代表国际代号为BCF和HBCD。
3.磷酸酯阻燃剂：代表国际代号为TCPP和TDCPP。
4.氮系阻燃剂：代表国际代号为六溴环十二烷（HBCDD）。
5.磷氮阻燃剂：代表国际代号为三嗪类阻燃剂。
以上是常见的不同类型阻燃剂的国际代号，每种阻燃剂都有其独特的特性和适用范围，可以根据实际需求选择合适的阻燃剂。
选择阻燃剂时，首先需要考虑的是产品的用途和性能要求。
对于不同的产品，需要选择不同类型的阻燃剂，以满足其特殊的阻燃要求。
例如，对于电子电器产品，需要选择低毒、环保的阻燃剂，以确保产品的安全和环保性；对于建筑材料，需要选择阻燃性能好、耐久性强的阻燃剂，以保证建筑物的防火安全。
其次，需要考虑阻燃剂的添加量和加工工艺。
添加量的多少和加工工艺的选择会直接影响产品的性能。
因此，在选择阻燃剂时，需要综合考虑产品的性能要求和加工工艺。
最后，选择阻燃剂时，还需要注意阻燃剂的耐久性和稳定性。
不同的阻燃剂在不同的环境条件下可能会发生变化，从而影响其阻燃性能。
因此，在选择阻燃剂时，需要对其耐久性和稳定性进行测试和评估，以确保其在产品使用寿命内的阻燃性能稳定。
新型三嗪阻燃剂清洁制备及阻燃塑料加工关键技术
项目已获授权中国发明专利 30 件，国外发明专利 5 件，发表学术论文 150 篇(SCI 60 篇)，项目技术已在 10 余家企业推广应用，核心发明专利获中国专利金奖。三嗪 阻燃产品已通过国家塑料制品质量监督检验中心等相关权威检测部门认证，阻燃塑 料制品已应用于电子电气、轨道交通、输变电工程、国防军工等重要领域，实现出 口创汇，取得显著经济效益和社会效益，推动了我国环保型阻燃塑料产业的技术进 步。
2
三、客观评价
（1）国家级专业机构的技术检测报告 本项目研制的三嗪系绿色阻燃剂及阻燃塑料的阻燃性能、力学性能、烟毒性、 热性能等经由国家塑料制品质量监督检验中心、国家合成树脂质量监督检验中心、 国家防火建筑材料质量监督检验中心等专业机构检测，并给出检测报告，表明其 环保性、材料综合性能指标均达到世界先进水平
（2）国家级科研项目验收结论 三嗪系阻燃剂产业化及其阻燃尼龙、聚甲醛材料技术获得国家 863 计划，国 家科技支撑计划等项目支持，均通过验收。“分子复合改性 MCA 及阻燃尼龙技术” 的研究成果入选国家 863 计划高性能结构材料技术主题“十五”研究进展丛书−《高 分子材料与工程》，进行推广应用。
（3）国内外学术界的引用和评价 本项目发表学术论文 150 篇（SCI 60 篇），他引 1510 余次，本项目的创造性、 先进性得到国内外同行的好评。 国际高分子顶尖期刊“Progress in Polymer Science”(IF=25.766) (2003, 28,1517-1538)综述论文评价认为反应性加工制备膨胀型阻燃剂（MPP）具有明显 的优势，如具有良好阻燃性能的颗粒化阻燃剂母料因具有与基体 PP 良好的相容性 和加工过程中的成纤能力而使 PP 阻燃塑料保持原有良好的力学性能，且所得阻燃 PP 塑料具有优良的抗水性能。 美国化学会刊“Industrial & Engineering Chemistry Research” (2011, 50,11975–11981)评价认为分子复合改性 MCA（M-MCA）包覆红磷阻燃玻纤增强尼 龙 66（PA66）技术有效解决了玻纤增强阻燃 PA66 塑料中玻纤的“烛芯效应”问 题。 国际高分子著名期刊 “Polymers for Advanced Technology”(2010, 21, 1 –26) 综述论文评价认为分子复合自组装制备 M-MCA 微胶囊红磷是一种新型的自 组装 MCA 红磷微胶囊化新技术，有效改善了尼龙 6 及其玻纤增强尼龙 6 的阻燃性 能和力学性能。 著名的英国皇家化学会期刊“Journal of Material Chemistry” (2007, 17,2283–2300)评论性文章评价认为磷钨酸催化反应性挤出合成 MPP 是一种环境 友好的合成阻燃剂的新途径，解决了传统合成方法面临的毒性反应物、高反应温 度、高能耗等问题，加工过程中磷钨酸可显著提高反应转化率、降低反应温度及 降低合成过程中的能耗。 国际知名阻燃专家 Wilkie 等主编的专著“Fire Retardancy of Polymeric
棉用三嗪类磷系阻燃剂的制备及应用
Ｕ ｉ ｒ ｔ ， ｎｓｙｏ Ｅ ｕ ａ ｏ， Ｗｕａ ３ ０ ３ Ｃ ｉａ ｎｖ ｓｙ Ｍｉｉ ｒ ｆ ｄ ｃｔ ｎ ｅ ｉ） ｔ ｉ ｈ ｎ ４ ０ ７ ， ｈｎ】
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔｈ ｙ ｔ ｅ ｉ ｏ ｔ ｆｉｔ ｒ ｄａｅ Ｉ， ｎ ｈ ｌｍｅ ｒｔ ａ ｔｗｅ ｅ ｏ ｔｉｅ ｈ ｏ ｇ ｈ ｉ— ｓｒ ｃ ： ｅ ｓ ｎ ｈ ｔ ｒ ｕｅｓｏ ｎｅ ｍｅ ｉｔ Ⅱａ ｄ ｔ ｅ ｆ ｃ ａ ｅａ ｄ ｎ ｒ ｂａｎ ｄ ｔ ｒ ｕ ｈ ｔｅ ｄｓ ｒ
功 能化 教 育部 重 点 实验 室（ 汉 纺 织 大 学） 湖 北 武 汉 ４ ０ ７ ］ 武 ， ３０ ３
摘 要 ： 通过 研究各种 因素对环 保型棉用三 嗪类 磷系阻燃剂产率 的影响， 得出中 间体 Ｉ 中间体 Ⅱ和阻燃剂 的最佳合成工艺 ， 、
并对产物进 行红外光谱 分析． 用该 阳燃剂对纯 棉织物进 行阻燃整 理， 整理 后织物具有较 好的阻燃 性， 样条的损 毁长度较短 （５ ２ ｍ ， １ ～ ２ｒ ） ａ
ｆｎｓ ｅ ｉ ｈｓｒ ｔ ｒａ ｔａ ｄ ｔ ｅ ｔｅ ｔ ｄ ｆ ｂ ｉ ｓ ｏ ｅ ｏ ｄ ｆ ｍ ｅ ｒ ｓｓａ ｃ （ｈ ａ ｐｅ ｓ ｏ ｅ ｈ ｒ ｂ ｒ ｉｉｈ ｄ ｗ ｔ ｔ ｉ ｅ ａｄ ｎ ｎ ｈ ｒ ａｅ ａ ｒ ｈ ｗ ｄ ｇ ｏ ｌ ｈ ｃ ａ ｅ ｉｔ ｎ ｅ ｔ ｅ ｓ ｍ ｌ ｈ ｗ ｄ ａｓ ｏｔ ｕ－
ｏ ｈ ａ ｐ ｅ ｓ ｉｈ ｌ ｅ ｒ ａ ｅ ． ｆｔ ｅ ｓ ｍ ｌ ｌ ｔ ｄ ｃ ｅ ｓ ｄ ｇ ｙ
Ｋｅ ｒ ｓ ｃ ｔｏ ｙ ｗｏ ｄ ： ｏ ｔ ｎ； ｔｉｚｎ ； ｐｈ ｓ ｈ ｕ ａ ｅ ； ｆ ｍｅ ｒ ｔ ｒ ａ ｔ ｒ ｉｅ ａ ｏ ｐ ｏｒ ｓ ｂ ｓ ｄ ｌ ａ ｅ ａ ｄ ｎ
_均三嗪系列膨胀型阻燃剂的合成及应用
12003
图 4 聚磷酸三聚氰胺的化学结构式［17］ Fig 4 Chemical structure of melamine polyphosphate［17］ 2． 4 其它
Yuxuan Wang 等［18］利用异氰尿酸三缩水甘油 酯 （TGIC） 与 MEL 的本体熔融缩聚反应，反应原理如图 5 所示，合成了一种新型交联结构的三聚氰胺类聚合物 成炭剂，与 APP 复配（ 质量比为 1∶ 5） 阻燃 PP，当阻燃 剂添加 32% 时，获得了致密连续的炭层，LOI 达 32% ， UL-94 为 V-0 级，最 大 热 释 放 速 率 峰 （ PHRR） 为 486 kJ / m2 ，比纯 PP 降低了 47． 5% ，但有焰燃烧时间为 714 s，比纯 PP 增加了 54． 9% 。
作者简介： 马 丽 （1988 － ） ，女，河北衡水人，硕士，师承晏泓副教授，从事阻燃高分子材料研究。
12002
2015 年第 12 期（46） 卷
图 1 MP 与 PER 反应原理［13］ Fig 1 The chemical reaction mechanism of MP with PER［13］ Shiqiang Song 等［15］ 以 三 氯 氧 磷 （ POCl3 ） 、PER、 27． 2% ，均高于纯 EP 的 LOI 值。添加等量阻燃剂的情 MEL、三乙醇胺（ TEOA） 、二苯基二氯硅烷为原料分两 况下，由于 P 和 Si 之间的协效作用，添加 SPDS 比 SP步分别合成了 SPDS 和 SPDM，合成路线如图 2 所示， DM 能获得更高的 LOI 值；二者复配使用时，配比为 1 并研究了二者分别阻燃环氧树脂（ EP） 以及二者复配 ∶ 1 时阻燃效果最佳，燃烧后可形成非常致密的炭层， 阻燃 EP 的情况。结果表明，当添加量为 15% ，单独使 添加量由 10． 4% 增加到 15% 时，LOI 值由30． 8% 提高 用 SPDS 或 SPDM，阻 燃 EP 的 LOI 分 别 为 29． 4% 和 到 32． 1% 。
三嗪系阻燃剂
季戊四醇酸式磷酸酯的三聚氰胺盐
O
N
OCH2
C
O
H 2N
C
N H 3+
-
C H 2O
N
O
P
OCH2
C
C H 2O
P
O
-
+
H 3N
C
C
NH2N CNFra bibliotekN CN
NH2
NH2
OCH2
O C
C H 2O
CH2
O O O P=O
O
P
OCH2 OCH2
P
OCH2
C
CH2 CH2
ON H 3+
C N C N N C
用此类化合物阻燃聚氨酯塑料时，引燃后燃烧持续时间短。
三嗪系阻燃剂所需添加量小，大部分产品 溶于水，为白色粉末，故工艺简单，无着 色污染，与多种材料有较好的相容性，对 基材的使用性能影响较小，可作为多种材 料的反应型或添加型阻燃剂。近期研究方 向是利用其多重反应进行分子设计，开发 新的品种，优化阻燃性能，为传统阻燃剂 注入新的活力。
C C N C N
所谓三嗪类化合物，也就是三聚氰胺（MA）及其 盐，它们可以单独使用，也常作为混合膨胀型阻 燃剂的组分。 三嗪阻燃剂主要通过分解吸热及生成不燃气体以 稀释可燃物而发挥作用。 优点：无色，无卤，低毒，低烟，不产生腐蚀气 体，价廉，抗紫外照射等。 缺点：阻燃效率欠佳，与热塑性高聚物的相容性 不好，不利于在被阻燃基材中分散，使被阻燃物 粘度增高。 三嗪阻燃剂最早是用于对聚氨酯泡沫塑料进行阻 燃处理，以解决其它阻燃剂所不能解决的问题。
三嗪类齐聚物和缩聚物
三嗪阻燃剂的合成及阻燃ABS研究
三嗪阻燃剂的合成及阻燃ABS研究许苗军,李 斌3,李晓丽,陈 成,张秀成(东北林业大学理学院化学化工系,黑龙江哈尔滨150040)摘 要:合成了一种含溴、氮的三嗪阻燃剂———2,4,6-三(2,4,6-三溴苯氧基)-1,3,5-三嗪,利用FTIR、NMR 和TG对其结构和热分解行为进行了表征,研究了在三氧化锑协效剂的存在下,本阻燃剂和十溴二苯醚对ABS阻燃和力学性能的影响。
结果表明,该三嗪阻燃剂的合成产率为99.4%,具有优良的热稳定性,用其阻燃的ABS的阻燃性能和力学性能都优于十溴二苯醚。
在该阻燃体系中,低的Sb/Br比有利于提高ABS的阻燃性,氮、溴表现出协同阻燃作用。
关 键 词:三嗪阻燃剂;丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物;十溴二苯醚;协同作用中图分类号:TQ325.3 文献标识码:B 文章编号:1001Ο9278(2004)11Ο0081Ο04Synthesis of a T riazine Flame R etardant and Its Flame R etardancy in ABS XU Miao2jun,L I Bin3,L I Xiao2li,CHEN Cheng,ZHAN G Xiu2cheng (Chemistry and Chemical Engineering Department,College of Science,Northeast Forestry University,Harbin150040,China)Abstract:A novel flame retardant containing both bromine and nitrogen,2,4,62tris(2,4,62tribro2 mophenoxy)21,3,52triazine,was synthesized with a yield of99.4%.The structure of the flame retar2 dant was characterized using NMR and F TIR,and its thermal stability was investigated using NMR and TG A.The ABS resins containing the triazine flame retardant exhibited better flame retardancy and me2 chanical properties than that containing decabromodiphenyl oxide.Nitrogen and bromine showed syner2 gistic effect on the flame retardancy.K ey w ords:triazine flame retardant;acrylonitride2butadiene2styrene terpolymer;decabromodiphenyl oxide;synergistic effect 三嗪系阻燃剂具有挥发性小、阻燃性能优异、无毒、相容性好、持久、耐光等优点。
卤系阻燃剂
阻燃剂主要分为：卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、硅系阻燃剂和无机阻燃剂四大类。
一、卤系阻燃剂主要有含氯及含溴两大类别阻燃剂。
（1）含氯阻燃剂主要有氯化石蜡、氯化脂环烃、四氯邻苯二甲酸酐氯化石蜡优缺点：是工业上重要的阻燃剂，由于热稳定性差，仅适用于加工温度低于200℃的复合材料。
氯化脂环烃、四氯邻苯二甲酸酐热稳定性较高，常用作不饱和树脂的阻燃剂。
现今，越来越鼓励使用氯系阻燃剂。
（2）含溴阻燃剂优点：在于对复合材料的力学性能几乎没有影响，与基体树脂相容性好，分解温度大多在200~300℃左右，与各种高聚物的分解温度相匹配，因此能在最佳时刻，于气相及凝聚相同时起到阻燃作用，有添加量小，效果好的美称。
常用的有十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、四溴双酚A、六溴环十二烷、八溴醚等，这中间尤以十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、四溴双酚A使用量较大。
①十溴二苯醚近期议论最多的是多溴二苯醚（PBDPO）在燃烧时会产生有毒致癌的多溴代苯并噁暎（PBDD）和多溴代二苯并呋喃（PBDF）。
但通过严格的德国二噁暎条令和美国环保局的规定测定，没有产生PBDD和PBDF的危险。
因此十溴二苯醚类阻燃剂在美国、日本和欧洲部分国家依然畅销，被使用在多种高聚物之中。
而真正有致癌产物生成的是八溴二苯醚和五溴二苯醚。
②十溴二苯乙烷近年来开发的十溴二苯醚最佳替代品。
十溴二苯乙烷与十溴二苯醚的阻燃性能基本一致，而且十溴二苯乙烷的耐热性、耐光性以及不易渗析的特点都优于十溴二苯醚，最可贵的是其阻燃的塑料可以回收使用，不会形成有毒的多溴代苯并噁暎（PBDD）和多溴代二苯并呋喃（PBDF），是一种有广泛应用前景的阻燃剂。
③溴化环氧树脂是一种较新型阻燃剂。
它具有优良的熔融速率、较高的阻燃效率、优异的热稳定性，又能使被阻燃材料具有良好的的物理机械性能，不起霜，从而被广泛的应用于PBT、PET、ABS、尼龙66等工程塑料、热塑性塑料以及PC/ABS塑料合金的阻燃处理中。
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季戊四醇酸式磷酸酯的三聚氰胺盐
O
N
H2N
C N C
C N
NH3+
-
O
P
OCH2
CH2O
O
C
OCH2
P
CH2O
O- +H3N
N C N C C N
NH2
NH2
NH2
OCH2
O C
CH2O
CH2
O O O P=O
O
P
OCH2 OCH2
P
OCH2
C
CH2 CH2
OC N C
NH3+
N C N
NH2
H2N
Br
N
Br
C
Br
C
Br
CH2CH2Cຫໍສະໝຸດ NH2CHBr3 + CH2=CH
HCl
esterification
CN
Br
C
Br
CH2CH2
CN
+ C2H5OH
N C
N
+
NH NH
H2NCNHCNH2
DABT
NH2
Br
N
CH2OH
C
Br
C
Br
CH2CH2
C
N CH2OH
N C
N
N HOH2C CH2OH
TM-DABT
N
H N C N
H2N
C N C
NH2 O
C HN C
C NH
O
C6H9N9O3
NH2
O
MCA主要用作反应型阻燃剂，广泛用于橡胶、 尼龙、酚醛树脂、环氧树脂、丙烯酸乳液和其它 烯烃树脂。 据国外资料报导，MCA作为环氧树脂的阻燃剂， 可将氧指数由24-28提高到46-48，且特别适用于 阻燃电器元件和部件。将它加入醋酸乙烯酯乳液、 丙烯酸酯乳液及橡胶乳液中，可制成阻燃型涂料， 其涂膜密着性和平滑性均优，且无着色污染。
阻燃科学与技术
主讲教师 邓鑫 讲师
三嗪系阻燃剂
三嗪系阻燃剂简介
三聚氰胺及其盐类
卤代三嗪阻燃剂
三嗪类齐聚物和缩聚物
含N、P等的其它三嗪系阻燃剂
三嗪系阻燃剂简介
目前，人们不仅要求阻燃剂具有适当的阻燃性能 而且要求其抑烟和减少材料燃烧时有毒气体的释 放，同时又不致过多恶化材料的各种使用性能。 以三嗪为母体的阻燃剂则以其优异的阻燃综合性 能日益受到人们的青睐。 N
三嗪类齐聚物 在极性溶剂中，于-10-10℃及PH值为5-7下，氰 尿酰氯与一级胺（烷基碳原子数为1-20）或环上 含一个氮的杂环化合物反应，可生成2，6-二氯-1， 3，5-三嗪的4-胺基衍生物，后者再在非极性溶剂 中与二胺（烷基碳原子数为2-6）或取代呱嗪反应， 则可得聚合度为5-20的三嗪齐聚物。
Z=H Z=H Z= Z=
(Z)2N C
N C
N(Z)2
CH2OH
化合物b 化合物c 化合物d
Y=
CH2OH
Y
如以氧指数和炭焦化长度衡量，脂肪族溴比芳香 族溴对棉花的阻燃效果好，这是由于苯环中C-Br 和C-H键的键能比脂肪族化合物中相应的键能略 高，随C-Br键的适当减弱，阻燃性增强。
三嗪类齐聚物和缩聚物
三聚氰胺氰尿酸盐（MCA） 80年代，日本、美国发明了三聚氰胺氰尿酸络合 物，它们由三聚氰胺和氰脲酸反应制得。是一种 润滑剂和阻燃剂，系白色结晶粉末，无臭、无味， 在300℃以下受热非常稳定，350 ℃左右开始升华， 但不分解，其分解温度约为440-450 ℃。 MCA含氮量高，极易吸潮，高温时脱水成炭，燃 烧时放出氮气，冲淡了氧和高聚物分解产生的可 燃气浓度，而且气体的生成和热量的对流带走了 一部分热量，因而具备阻燃功能。
优点：用它处理棉花时添加量很小，加工简易， 耐洗性好，可在140℃的相对低温下快速交联固 化，不需外加催化剂和协同剂，手感和皱折恢 复性良好。 缺点：用DMF作溶剂，对热敏感，交联固化 时有甲醛放出。
其他含溴取代三嗪
N
化合物a
C N
Br Y= NH2 Br Br Y= Br NHCH2 Br Y= CBr2CN CBr2CONH2
C N C C N
所谓三嗪类化合物，也就是三聚氰胺（MA）及其 盐，它们可以单独使用，也常作为混合膨胀型阻 燃剂的组分。 三嗪阻燃剂主要通过分解吸热及生成不燃气体以 稀释可燃物而发挥作用。 优点：无色，无卤，低毒，低烟，不产生腐蚀气 体，价廉，抗紫外照射等。 缺点：阻燃效率欠佳，与热塑性高聚物的相容性 不好，不利于在被阻燃基材中分散，使被阻燃物 粘度增高。 三嗪阻燃剂最早是用于对聚氨酯泡沫塑料进行阻 燃处理，以解决其它阻燃剂所不能解决的问题。
卤代三嗪阻燃剂
氯代三嗪（DACT）
Cl
N
Cl
N
CH2OH
C
Cl
C
Cl
C
C
NH2
Cl
C
Cl
C
N CH2OH
N C
N
N C
N
N
NH2
HOH2C
CH2OH
TM-DACT
DACT与甲醛以1：4（摩尔比）的比例混合，在 60~70℃下加热搅拌0.5h，即得2，4-二（N，N-二 羟甲基氨基）-6-（1，1，1-三氯甲基）-1，3，5三嗪（TM-DACT）
该类产品不溶于水，以5-8%的该产品与10-20% 的磷酸铵处理高聚物，可得到低烟，阻燃的热塑 性高聚物。
O
N C N C N N C N N N C
N C N C NH N N
DACT与TM-DACT均为白色粉末，熔点高于 320℃，以DACT与磷酸配合处理棉麻纤维织物， 当添加量80%时，氧指数可达35。DACT的磷酸 浴液处理的织物手感好，阻燃性高，操作简单。 DACT不含活性羟基，不与纤维交联，因而耐洗 性较差。此外，目前尚未找到TM-DACT的合适溶 剂。
溴代三嗪（DABT和TM-DABT） 在KOH存在下，三溴甲烷与丙烯腈反应生成γ-三 溴丁腈，后者在乙醇的盐酸溶液中酯化，再与双 胍反应，即得2，4-二氨基-6-（3，3，3-三溴丙 基）-1，3，5-三嗪（DABT）
三聚氰胺及其盐类
三聚氰胺及其盐类是一类广泛使用的阻燃剂，尤 其适用作为膨胀型阻燃剂成分。三聚氰胺的阻燃 机理尚不十分清楚，但已知它在加热时发生逐步 消除，脱去氨而形成多种缩聚物。
N
H2 N
C N C
C N
NH2
三聚氰胺（melamine)
NH2
三聚氰胺 它可由尿素高温热解或氢氰酸制备，系白色单斜 晶体，不可燃，加热易升华，急剧加热则分解。 它成为优良阻燃剂的原因是：(a)在250-450℃发 生分解反应，吸收大量的热，并放出氨；(b)能够 影响材料的熔化行为，并加速其炭化成焦。 三聚氰胺价廉，无腐蚀性，对皮肤和眼睛无刺激 作用，也不是致变物，对聚氨酯和三嗪树脂等的 物化性质影响很小，是这类基材的理想阻燃剂。 三聚氰胺的缺点是高温分解时产生有毒的氰化物。