有機硅無鹵環(huán)保協(xié)效阻燃劑、阻燃劑組合物及其制備方法與應用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及阻燃劑及其制備技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種有機娃無面環(huán)保協(xié)效阻燃 劑、含有所述協(xié)效阻燃劑的阻燃劑組合物及其制備方法，W及上述有機娃無面環(huán)保協(xié)效阻 燃劑的應用。
【背景技術(shù)】
[0002] 無機環(huán)保阻燃劑例如氨氧化侶和氨氧化儀由于在燃燒時不產(chǎn)生有毒氣體，近年來 得到迅猛發(fā)展；但它們只有在高填充量下才能達到一定的阻燃效果，導致阻燃組成物的粘 度上升、成型加工性變差，被阻燃材料的耐水性、電氣及力學性能降低。將有機娃與氨氧化 侶或氨氧化儀協(xié)同使用，不僅可提高阻燃效率，而且能增加氨氧化侶或氨氧化儀在基材中 的分散性，減少阻燃劑的用量。
[0003] 由于協(xié)效阻燃原理是高溫下金屬氧化物與聚硅氧烷結(jié)合形成玻璃陶瓷化保護阻 燃層，從而取得良好協(xié)同阻燃效果，所W兩種物質(zhì)結(jié)合的越緊密，協(xié)同效果越突出，最好是 通過化學反應形成共價鍵形成一體。
[0004] 在此領(lǐng)域中，目前市場化的產(chǎn)品有原GE公司（現(xiàn)在的邁圖公司）的SFRlOOW及 道康寧公司的4-7081等，運兩個產(chǎn)品本質(zhì)上都是超高分子量的聚硅氧烷，SFRlOO聚合度很 高，粘度很大，使用時很不方便，4-7081的聚硅氧烷部分同樣聚合度高，粘度大。為了使用方 便，把運些大分子的聚硅氧烷分散到氣相法二氧化娃粉體上，W氣相法二氧化娃作為載體 作成粉末狀產(chǎn)品W方便使用。
[0005] 運類高分子量聚硅氧烷阻燃劑只是與氨氧化侶和氨氧化儀等物理混合，不發(fā)生化 學反應，所W結(jié)合并不緊密，基本上還是兩個物質(zhì)，因此作為阻燃劑時彼此的協(xié)效作用并不 顯著，導致加入量需要在氨氧化侶和氨氧化儀重量比的5%甚至10%W上才會表現(xiàn)出顯著 協(xié)同阻燃效果，而且高加入量常常導致擠出機螺桿打滑等加工困難。
[0006] 綜上所述，市場上需要一種更高效，且使用方便的有機娃環(huán)保協(xié)效阻燃劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的之一在于提供一種協(xié)效阻燃效果好、粘度 低、添加使用方便的有機娃無面環(huán)保協(xié)效阻燃劑。
[0008] 為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用W下的技術(shù)方案：
[0009] 有機娃無面環(huán)保協(xié)效阻燃劑，包括枝化改性的聚硅氧烷，所述枝化改性的聚娃氧 燒上存在對Mg(OH)2或AL(OH)3表面徑基具有反應活性的反應活性基團，所述枝化改性的聚 硅氧烷中所述反應活性基團與硅氧烷單元（-O-Si(CHs)Z-)的摩爾比率為0.01% -50%，優(yōu) 選5% -30%，所述枝化改性的聚硅氧烷的重均分子量為300-700000,優(yōu)選500-10000;
[0010] 其中，所述反應活性基團選自乙酷氧基或烷氧基。
[0011] 所述烷氧基選自：甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、異丙氧基、下氧基等。
[0012] 作為優(yōu)選，所述枝化改性的聚硅氧烷含有W下結(jié)構(gòu)式：
[0013]
[0014] 上述結(jié)構(gòu)式中，
[0015]R為對Mg(OH)2或AL(OH)3表面徑基具有反應活性的反應活性基團；
[001引W為接在Si上的對Mg(OH)2、AL(OH)康面徑基具有反應性的活性基團，或 [0017] 對Mg(OH)2,AL(OH)康面徑基不具有反應性的非活性基團；
[001引其中，nl、n2、n3可W相同，也可W不同，nl、n2或n3的數(shù)值范圍分別為1-300。
[0019] 其中，R具體選自：乙酷氧基、烷氧基。
[0020] 其中，W具體選自：乙締基、苯基、C1-C20的烷基、環(huán)氧丙氧丙基、環(huán)氧環(huán)己烷基乙 基、甲基丙締酷氧基丙基、氨。
[0021] 作為進一步優(yōu)選，所述W為乙締基，R為甲氧基。該枝化改性的聚硅氧烷可將八甲 基環(huán)四硅氧烷加硫酸開環(huán)與乙締基=甲氧基硅烷平衡聚合獲得。
[0022] 所述八甲基環(huán)四硅氧烷的結(jié)構(gòu)為：
[0023]
[0024] 或者，所述W為苯基，R為烷氧基或乙酷氧基，所述烷氧基選自：甲氧基、乙氧基、甲 氧基乙氧基、異丙氧基、下氧基等。該枝化改性的聚硅氧烷可將八甲基環(huán)四硅氧烷加硫酸開 環(huán)后與相應硅烷平衡聚合獲得。如將八甲基環(huán)四硅氧烷加硫酸開環(huán)并分別與苯基=甲氧基 硅烷、苯基=乙氧基硅烷、苯基=甲氧基乙氧基硅烷平衡聚合，分別獲得W為苯基，R分別為 甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基的枝化改性的聚硅氧烷。
[0025] 或者，所述W為烷基，所述烷基選自甲基、乙基、丙基、下基、戊基、己基、庚基、辛 基、壬基、癸基、11碳烷基、12碳烷基、13碳烷基、14碳烷基、15碳烷基、16碳烷基、17碳燒 基、18碳烷基、19碳烷基、20碳烷基，R為烷氧基，選自甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、異丙 氧基、下氧基等。該枝化改性的聚硅氧烷可將八甲基環(huán)四硅氧烷加硫酸開環(huán)后與相應硅烷 平衡聚合獲得。如將八甲基環(huán)四硅氧烷加硫酸開環(huán)并分別與甲基=甲氧基硅烷、乙基=甲 氧基硅烷、丙基=甲氧基硅烷、下基=甲氧基硅烷、戊基=甲氧基硅烷、正己基=甲氧基娃 燒平衡聚合獲得W分別為甲基、乙基、丙基、下基、戊基、己基，R為甲氧基的枝化改性的聚娃 氧燒。
[0026] 或者，所述W為環(huán)氧丙氧丙基，R為烷氧基，所述烷氧基選自：甲氧基、乙氧基、甲氧 基乙氧基、異丙氧基、下氧基等。該枝化改性的聚硅氧烷可將八甲基環(huán)四硅氧烷加硫酸開環(huán) 后與相應硅烷平衡聚合獲得。如將八甲基環(huán)四硅氧烷加硫酸開環(huán)并分別與環(huán)氧丙氧丙基= 甲氧基硅烷、環(huán)氧丙氧丙基=乙氧基硅烷平衡聚合，分別獲得W為環(huán)氧丙氧丙基，R分別為 甲氧基、乙氧基的枝化改性的聚硅氧烷。
[0027] 或者，所述W為環(huán)氧環(huán)己烷基乙基，R為烷氧基，所述烷氧基選自：甲氧基、乙氧基、 甲氧基乙氧基、異丙氧基、下氧基等。該枝化改性的聚硅氧烷可將八甲基環(huán)四硅氧烷加硫酸 開環(huán)后與相應硅烷平衡聚合獲得。如將八甲基環(huán)四硅氧烷加硫酸開環(huán)并分別與環(huán)氧環(huán)己燒 基乙基=甲氧基硅烷、環(huán)氧環(huán)己烷基乙基=乙氧基硅烷平衡聚合，分別獲得W為環(huán)氧環(huán)己 烷基乙基，R分別為甲氧基、乙氧基的枝化改性的聚硅氧烷。
[0028] 或者，所述W為甲基丙締酷氧基丙基，R為烷氧基，所述烷氧基選自：甲氧基、乙氧 基、甲氧基乙氧基、異丙氧基、下氧基等。該枝化改性的聚硅氧烷可將八甲基環(huán)四硅氧烷加 硫酸開環(huán)后與相應硅烷平衡聚合獲得。如將八甲基環(huán)四硅氧烷加硫酸開環(huán)并分別與甲基丙 締酷氧基丙基=甲氧基硅烷、甲基丙締酷氧基丙基=乙氧基硅烷平衡聚合，分別獲得W為 甲基丙締酷氧基丙基，R分別為甲氧基、乙氧基的枝化改性的聚硅氧烷。
[0029] 或者，所述W為氨基，R為烷氧基，所述烷氧基選自：甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧 基、異丙氧基、下氧基等。該枝化改性的聚硅氧烷可將八甲基環(huán)四硅氧烷加硫酸開環(huán)與相應 硅烷平衡聚合獲得。如將八甲基環(huán)四硅氧烷加硫酸開環(huán)與氨基=甲氧基硅烷平衡聚合，分 別獲得R分別為甲氧基、乙氧基，W為氨基的枝化改性的聚硅氧烷。
[0030] 所述枝化改性的聚硅氧烷常溫下為無色至淺黃色透明粘稠狀液體，25°C下密度為 0. 9-1. 5g/ml;25°C下粘度為5-5000cst。儲存方式為：鐵桶密封儲存。
[0031] 所述有機娃無面環(huán)保協(xié)效阻燃劑可僅含前述枝化改性的聚硅氧烷，當然也可W加 入?yún)f(xié)效阻燃劑常用的輔料。
[0032] 進一步的，所述有機娃無面環(huán)保協(xié)效阻燃劑為無機阻燃劑的協(xié)效阻燃劑。
[0033] 所述無機阻燃劑包括但不限于：表面具有徑基（-0H)的無機阻燃劑，如氨氧化侶、 氨氧化儀；棚系阻燃劑，如偏棚酸錠、五棚酸錠、偏棚酸鋼、氣棚酸錠、偏棚酸領(lǐng)、棚酸鋒等； 錬系阻燃劑，如=氧化二錬等。
[0034] 使用本發(fā)明的協(xié)效阻燃劑時，只需加入氨氧化侶和氨氧化儀總重量的0. 2%即可 產(chǎn)生協(xié)效阻燃作用，當加入量增加達到0. 5%時，可產(chǎn)生優(yōu)異的協(xié)效阻燃作用。
[0035] 本發(fā)明的協(xié)效阻燃劑可用作無機阻燃劑的協(xié)效阻燃劑，或作為協(xié)效阻燃成分用于 制備無面阻燃材料或阻燃劑組合物。
[0036] 所述無面阻燃材料包括但不限于：無面阻燃電纜料、建筑用阻燃塑料板材或其它 工業(yè)用無面阻燃材料。
[0037] 進一步的，在用于制備無面阻燃材料時，所述枝化改性的聚硅氧烷的加入量為阻 燃劑總重量的0. 2-1. 5%，優(yōu)選為0. 5-1. 0%。優(yōu)選的，所述阻燃劑為氨氧化侶和/或氨氧 化儀。
[0038] 在用于制備無面阻燃電纜料時，可將阻燃劑、所述枝化改性的聚硅氧烷與聚乙締， EVA或熱塑性彈性體等高分子材料一起混配生產(chǎn)無面阻燃電纜料。
[0039] 在用于制備建筑用阻燃塑料板材時，可將阻燃劑、所述枝化改性的聚硅氧烷與聚 乙締、聚丙締等高分子材料一起混配生產(chǎn)無面阻燃塑料建材。
[0040] 在用于制備其它工業(yè)用無面阻燃材料時，可將阻燃劑、所述枝化改性的聚硅氧烷 與其它塑料、橡膠等高分子材料一起混配生產(chǎn)無面阻燃材料。
[0041] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種阻燃劑組合物，所述阻燃劑組合物包括無機阻燃 劑及作為協(xié)效阻燃劑的上述枝化改性的聚硅氧烷。
[0042] 進一步的，所述阻燃劑組合物包括下列重量份的組分：
[0043] 無機阻燃劑 100份；
[0044] 枝化改性的聚硅氧烷 0. 2-1. 0份；
[0045] 優(yōu)選的，所述枝化改性的聚硅氧烷為0. 5-1. 0份。
[0046] 所述無機阻燃劑選自表面具有徑基（-0H)的無機阻燃劑，如氨氧化侶、氨氧化儀； 棚系阻燃劑，如有偏棚酸錠、五棚酸錠