專利名稱：一種新型環(huán)保協(xié)效阻燃劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及添加到有機(jī)合成材料中的一種阻燃助劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
塑料改性技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新，帶動了各種助劑的研發(fā)與誕生。而阻燃劑的用量是塑料助劑中僅次于增塑劑的一種添加劑。理想的阻燃劑應(yīng)該是阻燃效率高、添加量小、無毒、無煙，對環(huán)境友好，熱穩(wěn)定性好，便于加工，對被阻燃物的各項(xiàng)性能影響小，不析出，使用方便，價格便宜。但同時具有上面這些要求的阻燃劑幾乎是不存在的，現(xiàn)實(shí)中只能是在滿足基本要求的前提下取得最佳的綜合平衡效益。現(xiàn)有的阻燃劑在市場上的運(yùn)用主要是圍繞鹵素+銻阻燃體系進(jìn)行阻燃的，其中的銻作為協(xié)效阻燃劑，與鹵素協(xié)同作用增強(qiáng)阻燃效果。所以下面只針對鹵素+銻阻燃體系在各種塑料等合成材料中的運(yùn)用情況進(jìn)行分析。銻的代表性產(chǎn)品是三氧化二銻，簡稱氧化銻。氧化銻作為鹵素+銻阻燃體系的協(xié)效阻燃劑運(yùn)用較廣。氧化銻的價格居高不下，其原因有兩點(diǎn)①三氧化二銻來源于銻礦，而銻屬于稀缺資源之一，開采后不可再生。②生產(chǎn)成本高，環(huán)境污染嚴(yán)重。銻礦通常與鉛、砷等礦共生，重金屬和有毒物資含量較高，要想提純含量較高的氧化銻必將耗費(fèi)較大的生產(chǎn)力。并且所加工、冶煉出來的氧化銻產(chǎn)品也難以避免地含有這些有毒、放射性物質(zhì)，其環(huán)保性差。為了降低銻的生產(chǎn)成本和其毒性，市場急需有新的協(xié)效阻燃劑來代替。目前人們正在日益增多地采用鹵系阻燃劑的其他增效劑，其中包括氧化鐵和鋅化合物，如硼酸鋅、氧化鋅、鉬酸鋅和磷酸鋅；但這些產(chǎn)品協(xié)效阻燃效果不夠理想，受到加工穩(wěn)定和環(huán)保條件的限制而不能普遍采用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種更加環(huán)保、價廉并適用于鹵素+銻阻燃劑體系的協(xié)效阻燃劑。為實(shí)現(xiàn)上述目的。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種新型環(huán)保協(xié)效阻燃劑，其特征在于包括如下組分(重量比)納米二氧化硅10% 15%，氧化鎂70% 80%，氧化鋁3% 5%，硅烷偶聯(lián)劑 2%，季戊四醇四硬脂酸酯 8%。本發(fā)明的產(chǎn)品可以方便地與鹵系阻燃劑和少量的氧化銻協(xié)效阻燃劑一起添加到工程塑料或普通PVC等合成材料(以下統(tǒng)一簡稱材料)中。
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當(dāng)然，進(jìn)一步的可以是，所述的協(xié)效阻燃劑包括鎂離子活性劑 5%。其本身具有阻燃性能，并且其同時具有金屬基團(tuán)和有機(jī)基團(tuán)，利于本發(fā)明與材料的分散和相容?；蛘呖梢约尤肫渌谔岣弑景l(fā)明與材料的相容性、分散性的物質(zhì)。更好的是所述的協(xié)效阻燃劑的粒徑小于6 μ m。最好是所述的協(xié)效阻燃劑的平均粒徑小于2 μ m。這樣的粒徑便于協(xié)效阻燃劑同各種類型的材料分散和相容。本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)從機(jī)理上來說，本發(fā)明是氣相阻燃機(jī)理本發(fā)明中的金屬鎂離子和鹵系阻燃劑起作用增加脫鹵化氫反應(yīng)的作用，釋放出更有效的火焰抑制劑-金屬鹵化物。在顯微鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，這種材料中的金屬化合物改變了炭的外觀，使它光亮而無裂縫。這些變化能使炭層具有更好的絕緣性，從而提高阻燃性。大量的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用證明利用本發(fā)明部分替代鹵素+銻體系阻燃體系中的氧化銻，能保證材料的良好阻燃性能，同時降低原料氧化銻的成本，也就降低了材料產(chǎn)品的總成本。并且本發(fā)明本身是環(huán)保無害的，所生產(chǎn)的材料產(chǎn)品環(huán)保性也提高。在阻燃要求不很高的場合也可以單獨(dú)使用。并且所生產(chǎn)的材料的機(jī)械性能和加工性能也明顯優(yōu)化和提高。本發(fā)明的另一個發(fā)明目的是提供一種制備上述協(xié)效阻燃劑的方法。技術(shù)方案為一種新型環(huán)保協(xié)效阻燃劑的制備方法，步驟包括第一步，將硅烷偶聯(lián)劑和納米二氧化硅作有機(jī)硅包覆處理，處理時間在2-3小時；第二步，將包覆處理好的納米二氧化硅與其它組分一起粉碎并混合成均勻混合物。進(jìn)一步的，第二步的粉碎混合處理包括將包覆處理好的納米二氧化硅加入到粉碎機(jī)組中進(jìn)行粉碎；然后將粉碎處理好的二氧化硅與組分一起加入到研磨機(jī)組中進(jìn)行研磨；再將研磨好的物料加入到高速攪拌機(jī)中攪拌0. 5 2小時，形成均勻混合物。最好是攪拌1小時。這樣所制備的協(xié)效阻燃劑產(chǎn)品性狀均勻，性能良好，并且制造方法簡單。
具體實(shí)施例方式下面以實(shí)際生產(chǎn)中最常見的溴+銻阻燃體系為例，進(jìn)行說明。其中DBDPE為十溴二苯基乙烷、GF為玻璃纖維；所列數(shù)據(jù)都是重量百分比；其中所添加的協(xié)效阻燃劑為本發(fā)明的產(chǎn)品。實(shí)施例一表I-PBT阻燃改性配比；其中協(xié)效阻燃劑配方納米二氧化硅10%、氧化鎂 80%、氧化鋁3%、硅烷偶聯(lián)劑1%、季戊四醇四硬脂酸酯6%。
權(quán)利要求
1.一種新型環(huán)保協(xié)效阻燃劑，其特征在于包括如下組分(重量比) 納米二氧化硅10% 15%，氧化鎂70% 80%， 氧化鋁3% 5%， 硅烷偶聯(lián)劑 2%， 季戊四醇四硬脂酸酯1^-8 ^
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型環(huán)保協(xié)效阻燃劑，其特征在于所述的協(xié)效阻燃劑的粒徑小于6μ 0
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型環(huán)保協(xié)效阻燃劑，其特征在于所述的協(xié)效阻燃劑的平均粒徑小于2 μ m。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1到3中任意一項(xiàng)所述的新型環(huán)保協(xié)效阻燃劑的制備方法，步驟包括第一步，將硅烷偶聯(lián)劑和納米二氧化硅作有機(jī)硅包覆處理，處理時間在2-3小時； 第二步，將包覆處理好的納米二氧化硅與其它組分一起粉碎并混合成均勻混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的新型環(huán)保協(xié)效阻燃劑的制備方法，其特征在于第二步的粉碎混合處理包括將包覆處理好的納米二氧化硅加入到粉碎機(jī)組中進(jìn)行粉碎；然后將粉碎處理好的二氧化硅與組分一起加入到研磨機(jī)組中進(jìn)行研磨； 再將研磨好的物料加入到高速攪拌機(jī)中攪拌1小時，形成均勻混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及添加到有機(jī)合成材料中的環(huán)保、低價的阻燃助劑及其制備方法；一種協(xié)效阻燃劑包括(重量比)納米二氧化硅10％～15％，氧化鎂70％～80％，氧化鋁3％～5％，硅烷偶聯(lián)劑1％～2％，季戊四醇四硬脂酸酯1％～8％；制備步驟包括第一步，將硅烷偶聯(lián)劑和納米二氧化硅作有機(jī)硅包覆處理，處理時間在2-3小時；第二步，將包覆處理好的納米二氧化硅與其它組分一起粉碎并混合成均勻混合物；本發(fā)明能部分替代鹵素+銻阻燃體系中的氧化銻，能保證材料的良好阻燃性能，同時降低材料產(chǎn)品的總成本；并且制造方法簡單。
文檔編號C08L67/02GK102212207SQ20111009894
公開日2011年10月12日 申請日期2011年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月19日
發(fā)明者蔣紅麗 申請人:廣州琪原化工有限公司