－sds阻燃劑及其復(fù)合阻燃材料和制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種FeAl3(PO4)4 — SDS阻燃劑及其使用該阻燃劑的復(fù)合阻燃材料和制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高分子化合物也叫高分子聚合物，它與低分子化合物相比較，分子量非常高。由于這一突出特點，使之顯示出了特有的性能:高分子量、高彈性、高黏度、結(jié)晶度低、無氣態(tài)。這些特點也賦予了高分子材料(如復(fù)合阻燃材料、橡膠等)具有高強度、高韌性、高彈性等優(yōu)異的特點。使之被廣泛應(yīng)用于電氣電子、結(jié)構(gòu)建筑、建筑技術(shù)、車輛制造等領(lǐng)域。雖然它們具有良好的機械性能、可加工性和化學(xué)穩(wěn)定性；但它們屬于有機高分子材料，具有易燃性且燃燒速度快而難以撲滅的弊端。由此帶來的火災(zāi)隱患已成為普遍關(guān)注的社會問題，如何改變高分子聚合物的易燃性已經(jīng)成為科學(xué)研宄的重點。
[0003]目前降低聚合物易燃性所采取的方法主要是在聚合物中添加阻燃劑。當(dāng)前廣泛使用的阻燃劑按其組成可分為含鹵和無鹵阻燃體系，其中含鹵阻燃劑由于燃燒時釋放大量的煙塵和有毒、有腐蝕性氣體，造成大氣污染、妨礙救生和逃生；而無齒阻燃劑中金屬氫氧化物添加量大，又會影響材料的其他性能；另外阻燃齊聚物，阻燃效果好而且低煙低毒，但是合成工藝復(fù)雜，成本高。近年來由于環(huán)保意識的提高和可持續(xù)發(fā)展理念的推廣，高效、低毒、低煙、機械和力學(xué)性能良好、具有火災(zāi)安全性、綜合性能優(yōu)化的新型阻燃材料成為阻燃領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種與聚合物的之間具有較好相容性的FeAl3 (PO4)4 — SDS阻燃劑；相容性好，能很好起到阻燃效果的同時，對所得阻燃聚合物的物化性能進行綜合調(diào)整優(yōu)化。
[0005]本發(fā)明的目的之二是提供了所述FeAl3 (PO4)4- SDS阻燃劑的制備方法，該方法簡單易行。
[0006]本發(fā)明的目的之三是提供了所述含有FeAl3 (PO4)4 — SDS阻燃劑的復(fù)合阻燃材料，該復(fù)合阻燃材料不僅高效、低毒、低煙，而且機械和力學(xué)性能良好。
[0007]本發(fā)明的目的之四是提供了所述復(fù)合阻燃材料的制備方法，該方法簡單易行。
[0008]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0009]FeAl3(PO4)4- SDS阻燃劑，所述FeAl 3 (PO4) 4 — SDS阻燃劑為層狀或介孔狀，并由以下方法制備而得:
[0010]A.按摩爾比稱取Fe(NO3)3.9H20和Al (NO3)3.9H20于陶瓷研缽中，研磨，使兩種試劑研細并混勻；
[0011 ] B.再加入SDS (十二烷基硫酸鈉)研磨，靜置；
[0012]C.接著加入(NH3) H2PO4研磨，靜置；
[0013]D.將步驟C中所得反應(yīng)物轉(zhuǎn)移到容器中，放入烘箱中烘烤，制得所述FeAl3(PO4)4- SDS 阻燃劑。
[0014]所述FeAl3 (PO4)4 — SDS阻燃劑為層狀或介孔狀，層狀或介孔狀能很好的提高與聚合物之間的相容性。層狀的無機鹽經(jīng)過插層處理，層間距增大，甚至呈一定程度的剝離狀態(tài)，這有助于無機骨架酸性位與高分子基體充分作用，通過催化脫水，交聯(lián)成炭，使膨脹碳層形成穩(wěn)定的硅酸鹽-炭阻隔層，從而阻隔燃燒過程中質(zhì)和熱的擴散，因而改善體系的耐熱氧化能力。介孔材料發(fā)展至今，大多集中在空曠骨架材料的經(jīng)典(吸附、催化等)和非經(jīng)典(藥物控釋、響應(yīng)聚合物等功能組裝體)性能的研宄，骨架中穩(wěn)定性較差的介觀相(這類結(jié)構(gòu)在膜板劑(完全)脫出后骨架塌陷，以無機骨架和有機膜板劑復(fù)合形式共存，且介觀有序)的應(yīng)用研宄有待進一步的開展，而且這類材料層狀無機骨架和有機膜板劑插層共存，無需進一步的插層改性，簡化工藝流程。
[0015]較佳地，所述Fe (NO3)3.9H20和Al (NO3) 3.9H20于陶瓷研缽中，研磨10?20min ；研磨和靜置過程也是反應(yīng)過程，
[0016]較佳地，所述SDS的量為金屬離子摩爾總量的15%?25%。
[0017]較佳地，所述加入所述SDS后研磨25?35min，靜置0.5?L 5h。
[0018]較佳地，所述(NH3) H2PO^加入量按照η P205= n Fe3++nA13+配比。
[0019]所述加入(NH3) H2PO4后，研磨25?35min，靜置0.5?1.5h。
[0020]較佳地，步驟D中，所述放入烘箱中烘烤工序具體為:將反應(yīng)物先放入烘箱中50?70°C烘2?4h，取出研磨后再放入烘箱中70?90°C烘I?3h，再次取出研磨；最后放入真空干燥箱中100?120°C反應(yīng)4?6h。
[0021]—種含有FeAl3(PO4)4 — SDS阻燃劑的復(fù)合阻燃材料，包括母料、相容劑和阻燃劑，其中阻燃劑為權(quán)利要求1-6中任意一項所述的FeAl3 (PO4)4 — SDS阻燃劑；按照物質(zhì)的量配比計算，所述母料:相容劑:阻燃劑為90:5:5，所述相容劑為PE-g-MAH。
[0022]制備含有FeAl3 (PO4) 4一 SDS阻燃劑的復(fù)合阻燃材料的方法，具體為:
[0023]A.按一定的比例將母料1、FeAl3(PO4)4 — SDS和相容劑在雙螺桿擠出機上進行熔體插層，得母料I /FeAl3(PO4)4 — SDS膠粒；控制雙螺桿機的溫度分別為220°C、210°C、225°C，螺桿轉(zhuǎn)速為12r/min ；
[0024]B.然后再將按照物質(zhì)的量比，超細煤粉:膨脹型阻燃劑=FeAl3(PO4)4 — SDS膠粒:母料II為2:20:5:73，投入到雙螺桿擠出機中進行熔融共混，200?225°C之間再次擠出造粒；
[0025]C.在烘箱中70?90°C烘干0.5?1.5h，得復(fù)合阻燃材料。
[0026]較佳地，所述母料I和母料II為HDPE、PE、PP、PS、PVC、ABS、EVA中的一種或幾種組合物
[0027]總之，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明阻燃劑不僅制備工藝簡單，僅僅通過簡單的靜置、研磨、烘烤制得，不需要復(fù)雜的設(shè)備；而且充分發(fā)揮了有機-無機的優(yōu)勢，很好的與聚合物相容，使含有該阻燃劑的復(fù)合阻燃材料阻燃高效、低毒、低煙、機械和力學(xué)性能良好，同時還不影響聚合物的加工性能。
[0028]具體的實施方式
[0029]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步的詳細說明，以助于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本發(fā)明。
[0030]實施例1
[0031]FeAl3(PO4)4- SDS 阻燃劑的制備
[0032]按摩爾比稱取Fe (NO3) 3.9H20和Al (NO3) 3.9H20于陶瓷研缽中，研磨15min，使兩種試劑研細并混勻，加入SDS (量為金屬離子摩爾總量的20% )，研磨30min，靜置lh，加入(NH3)H2PO4 (nP205= n Fe;3++nA13+)，研磨30min，靜置反應(yīng)lh，將反應(yīng)好的固體轉(zhuǎn)移到燒杯中，放入烘箱中60°C烘3h，研磨，再放入烘箱中80°C烘2h，研磨，放入真空干燥箱中110°C反應(yīng)5ho 制得 FeAl3 (PO4)4 — SDS 阻燃劑。
[0033]含有FeAl3 (PO4) 4一 SDS阻燃劑復(fù)合阻燃材料的制備:
[0034]按一定的比例將聚乙烯(PE)、FeAl3 (PO4)4- SDS和PE-g-MAH (按照物質(zhì)的量計算，聚乙烯:PE-g-MAH:阻燃劑為90:5:5)在雙螺桿擠出機上進行熔體插層，得聚乙烯/FeAl3 (PO4)4 — SDS母料，然后再按一定比例將超細煤粉(⑶)、膨脹型阻燃劑(IFR)和FeAl3(PO4)4 — SDS母料與聚乙烯(按照物質(zhì)的量計算，超細煤粉:膨脹型阻燃劑:FeAl3(PO4)4- SDS膠粒:聚乙烯為2:20:5:73)在雙螺桿擠出機上進行熔融共混，然后擠出造粒。在烘箱中80°C烘干lh，制得含有FeAl3 (PO4)4 — SDS阻燃劑復(fù)合阻燃材料的制備。將所制得的復(fù)合材料用雙錕混煉機混煉，再粉碎成顆粒狀復(fù)合材料，最后用注塑成型機制成標注樣條用于測試其阻燃性能。測試結(jié)果表明，F(xiàn)eAl3(PO4)4 — SDS的添加能顯著提高聚乙烯的LOI。
[0035]實施例2
[0036]FeAl3 (PO4)4- SDS 阻燃劑的制備
[0037]按摩爾比稱取Fe (NO3) 3.9Η20和Al (NO3) 3.9Η20于陶瓷研缽中，研磨lOmin，使兩種試劑研細并混勻，加入SDS (量為金屬離子摩爾總量的15% )，研磨25min，靜置0.5h，加入(NH3)H2PO4 (nP205= n Fe