一種低煙無銻復(fù)合阻燃劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明屬于高分子材料阻燃領(lǐng)域，尤其涉及一種低煙無銻復(fù)合阻燃劑。 技術(shù)背景：
[0002] 銻化物是一種非常突出的協(xié)效阻燃劑，然而有研究表明銻及其化合物可以通過呼 吸道、消化道或皮膚等途徑進(jìn)入人體，會(huì)刺激人的眼、鼻、喉嚨及皮膚，持續(xù)接觸可破壞心臟 及肝臟功能，仍不排除其對(duì)人體的潛在危險(xiǎn)，因此許多國家把銻列為重點(diǎn)污染物，明確禁止 銻的使用。因此有必要開發(fā)綠色環(huán)保的低煙無銻復(fù)合阻燃劑。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種低煙無銻復(fù)合阻燃劑。該阻燃劑利用插層 類水滑石與熱穩(wěn)定劑的協(xié)效作用，減少阻燃劑的用量，不僅保證高分子材料的熱穩(wěn)定性，而 且具有良好的阻燃抑煙效果，比單獨(dú)使用水滑石作為阻燃劑價(jià)格低廉、效果突出，且應(yīng)用該 技術(shù)方案可以使高分子材料不含銻基阻燃劑，具有較高燃燒等級(jí)，且即使燃燒也低煙不產(chǎn) 生二次污染，更環(huán)保、安全，安全性更高，具有更廣泛的應(yīng)用前景。
[0004] 本發(fā)明所述的低煙無銻復(fù)合阻燃劑，其配方組成按質(zhì)量百分比計(jì)為：插層類水 滑石10% -30%，十二烷基磷酸鈉10% -15%，單十八烷基磷酸二鈉5 % -15%，硼酸鋅 1% -12%，3, 5-二叔丁基-4-4羥基氫化肉桂酸正十八烷基酯1% -5%，粘土余量。
[0005] 所述的插層類水滑石的化學(xué)式為[Μ2' χΜ3+χ(0Η)2]Αηχ/η ·πιΗ20,其中M2+為Mg2+、Ni2+、 Zn2+、Fe2+中的任何一種；M3+為Co3+、Fe 3+、Ti3+、Al3+中的任何一種；層間陰離子An為碳酸根、 硼酸根、磷酸根、硝酸根中的任何一種，η為層間陰離子的化合價(jià)數(shù)，η為正整數(shù)；X為主體層 板中三價(jià)Al離子摩爾分?jǐn)?shù)，其取值范圍是0. 2 < X < 0. 33 ;m為結(jié)晶水的數(shù)量，取值范圍是 0 < m < 2〇
[0006] 插層類水滑石作為阻燃劑是以熱分解過程脫H2O及釋放CO2，吸熱降溫、稀釋、隔離 可燃性氣體的方式在聚合物基材中發(fā)揮阻燃作用，分解后的產(chǎn)物為堿性多孔物質(zhì)，比表面 大，能吸附有害氣體，特別是酸性氣體，具有良好的阻燃性。
[0007] 水合硼酸鋅吸熱脫去結(jié)晶水，同時(shí)結(jié)晶水吸熱蒸發(fā)及稀釋空氣中的可燃成分和氧 氣，硼酸鋅受熱熔化形成玻璃體覆蓋層，封閉可燃物表面起隔離作用，具有良好的阻燃抑煙 作用。
[0008] 十二烷基磷酸鈉、單十八烷基磷酸二鈉、3, 5-二叔丁基-4-4羥基氫化肉桂酸正 十八烷基酯熱穩(wěn)定劑的加入解決了插層類水滑石在高分子材料熱加工過程中脫水易變色 的問題，能保證高分子材料的熱穩(wěn)定性，同時(shí)能與水滑石顆粒表面發(fā)生表面包覆，改變水滑 石顆粒的表面狀態(tài)，提高其表面活性，使其表面產(chǎn)生新的物理、化學(xué)功能，且在樹脂加工過 程中與水滑石產(chǎn)生協(xié)效作用，從而改善阻燃劑與基體聚合物之間的親和力，有利于阻燃劑 在基體中的分散，提高材料的加工性能的力學(xué)性能，提高阻燃效果，減少滴落現(xiàn)象。
[0009] 黏土是由多種水合硅酸鹽和一定量的的氧化鋁、堿金屬氧化物和堿土金屬氧化物 組成的。它的顆粒上帶有負(fù)電性，能很好地吸附在水滑石表面，且在基體樹脂中成插層狀分 散，與水滑石相互穿插，不僅能提高材料的拉伸強(qiáng)度，而且提高極限氧指數(shù)，在材料燃燒過 程中具有顯著的促進(jìn)基體成炭作用，同時(shí)，它與水滑石的協(xié)同作用使得阻燃劑再基體樹脂 中具有優(yōu)異的阻透能力和對(duì)分子鏈的限制作用，使材料阻燃性能提高。
[0010] 由上可見，應(yīng)用本發(fā)明解決了現(xiàn)有的技術(shù)缺陷，具有以下有益效果：
[0011] 1、本發(fā)明的配方中采用了插層類水滑石與十二烷基磷酸鈉、單十八烷基磷酸二 鈉、3, 5-二叔丁基-4-4羥基氫化肉桂酸正十八烷基酯熱穩(wěn)定劑以及硼酸鋅復(fù)配，使得復(fù)合 材料具有良好的耐候性和耐持久性，在提高氧指數(shù)的同時(shí)，極大程度的降低了煙密度，使材 料具有長期阻燃性。
[0012] 2、本發(fā)明配方中因水滑石與熱穩(wěn)定劑及其他類阻燃劑的協(xié)同作用，使得復(fù)合阻燃 劑的使用量大大降低，在熱加工過程中不發(fā)生分解，也不與其他材料發(fā)生反應(yīng)，易于分散， 在保障阻燃等級(jí)的基礎(chǔ)上大大降低了成本。
[0013] 3、本發(fā)明配方中不含銻基阻燃劑，減少因?yàn)楹R而存在的潛在人身安全威脅，減 少污染，環(huán)保，安全。
【具體實(shí)施方式】：
[0014] 下面將結(jié)合具體實(shí)例來詳細(xì)說明本發(fā)明，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分 實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。
[0015] 實(shí)施例1 :
[0016] 按如下質(zhì)量份配制低煙無銻復(fù)合阻燃劑：
[0017] 插層類水滑石 1.2份 十二烷基磷酸鈉 1.0份 單十八烷基磷酸二鈉 0.6份 硼酸鋅 0.2份 3, 5-二叔丁基-4-4羥基氫化肉桂酸正十八烷基酯 0.1份 雜土 6,9份
[0018] 所述的插層類水滑石的化學(xué)式為[Mg\67Al\33 (OH) 2] CO32。. 17 · 0. 5H20。
[0019] 將上述阻燃劑混合均勻后與100份EVA樹脂在140°C條件下混煉15min，壓片測試 其阻燃抑煙性能測試結(jié)果如下：
[0020] 表一：阻燃抑煙性能測試結(jié)果
[0022] 實(shí)施例2 :
[0023] 按如下質(zhì)量份配制低煙無銻復(fù)合阻燃劑：
[0024] 插層類水滑石 2份 十二烷基磷酸鈉 1.5份 單十八烷基磷酸二鈉 1份 硼酸鋅 0.5份 3, 5-二叔丁基-4-4羥基氫化肉桂酸正十八烷基酯 0.2份 粘土 4.8份
[0025] 所述的插層類水滑石的化學(xué)式為[Mg\67Al3+a33(0H) 2]B033αι1 · 0. 5H20。
[0026] 將上述阻燃劑混合均勻后與100份PE樹脂在150°C條件下混煉15min，壓片測試 其阻燃抑煙性能測試結(jié)果如下：
[0027] 表二：阻燃抑煙性能測試結(jié)果
[0030] 實(shí)施例3 :
[0031] 按如下質(zhì)量份配制低煙無銻復(fù)合阻燃劑：
[0032] 插層類水滑石 3份 十二烷基磷酸鈉 O份 單十八烷基磷酸二鈉 ].5份 硼酸鋅 1份 .3, ^二叔丁基-4,4羥基氫化肉桂酸正十八烷基酯 0.5份 粘土 2,8份
[0033] 所述的插層類水滑石的化學(xué)式為[Mg\33Zn\33Al\33 (OH) 2] CO32α 17 · 0. 5H20。
[0034] 將上述阻燃劑混合均勻后與100份聚丙烯（PP)樹脂在170°C條件下混煉15min， 壓片測試其阻燃抑煙性能測試結(jié)果如下：
[0035] 表三：阻燃抑煙性能測試結(jié)果

[0037] 對(duì)比例一：
[0038] 將10質(zhì)量份份硼酸根插層水滑石與100質(zhì)量份EVA樹脂在140°C條件下混煉 15min，壓片測試其阻燃抑煙性能測試結(jié)果如下：
[0039] 表四：阻燃抑煙性能測試結(jié)果
[0041] 對(duì)比例二：
[0042] 將10份磷酸根插層水滑石與100份PE樹脂在150°C條件下混煉15min，壓片測試 其阻燃抑煙性能測試結(jié)果如下：
[0043] 表五：阻燃抑煙性能測試結(jié)果
[0046] 對(duì)比例三：
[0047] 將四氯鄰苯二甲酸酐5質(zhì)量份和三氧化二銻5質(zhì)量份混合均勻后與100質(zhì)量份聚 丙烯（PP)樹脂在170°C條件下混煉15min，壓片測試其阻燃抑煙性能測試結(jié)果如下：
[0048] 表六：阻燃抑煙性能測試結(jié)果
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種低煙無銻復(fù)合阻燃劑，其特征在于，其配方組成按質(zhì)量百分比計(jì)為：插層類水 滑石10% -30%，十二烷基磷酸鈉10% -15%，單十八烷基磷酸二鈉5 % -15%，硼酸鋅 1% -12%，3, 5-二叔丁基-4-4羥基氫化肉桂酸正十八烷基酯1% -5%，粘土余量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的低煙無銻復(fù)合阻燃劑，其特征在于，所述的插層類水滑石的 化學(xué)式為[Μ'χΜ3+χ(0Η)2]Αηχ/η ·mH20,其中M2+為Mg'Ni2+、Zn2+、Fe2+中的一種或幾種；M3+ 為Co3+、Fe3+、Ti3+、Al3+中的一種或幾種；層間陰離子An為碳酸根、硼酸根、磷酸根、硝酸根 中的任何一種，η為層間陰離子的化合價(jià)數(shù)，η為正整數(shù)；X為主體層板中三價(jià)A1離子摩爾 分?jǐn)?shù)，其取值范圍是〇. 2 <X< 0. 33 ;m為結(jié)晶水的數(shù)量，取值范圍是0 <m< 2。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低煙無銻復(fù)合阻燃劑，其配方組成按質(zhì)量百分比計(jì)為：插層類水滑石10％-30％，十二烷基磷酸鈉10％-15％，單十八烷基磷酸二鈉5％-15％，硼酸鋅1％-12％，3，5-二叔丁基-4-4羥基氫化肉桂酸正十八烷基酯1％-5％，粘土余量。本發(fā)明采用了插層類水滑石與熱穩(wěn)定劑以及硼酸鋅復(fù)配，使得復(fù)合材料具有良好的耐候性和耐持久性，在提高氧指數(shù)的同時(shí)，極大程度的降低了煙密度，使材料具有長期阻燃性。本發(fā)明中水滑石與熱穩(wěn)定劑及其他類阻燃劑的協(xié)同作用，使得復(fù)合阻燃劑的使用量大大降低，在熱加工過程中不發(fā)生分解，也不與其他材料發(fā)生反應(yīng)，易于分散，在保障阻燃等級(jí)的基礎(chǔ)上大大降低了成本。本發(fā)明配方中不含銻基阻燃劑，減少污染，環(huán)保，安全。
【IPC分類】C08K13/02, C08K3/26, C08L23/06, C08L23/12, C08K3/34, C08L23/08, C08K5/52, C08K3/38
【公開號(hào)】CN105384970
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510998943
【發(fā)明人】宿磊, 邢穎
【申請(qǐng)人】北京泰克來爾科技有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年12月28日