專利名稱：一種無(wú)載體環(huán)保協(xié)效阻燃母粒及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)載體母粒及其制備方法，尤其是一種無(wú)載體環(huán)保協(xié)效阻燃母粒及其制備方法。
背景技術(shù)：
協(xié)效阻燃作用是指構(gòu)成阻燃體系的兩種(其中一種為主阻燃劑，另一種為協(xié)效阻燃劑)或兩種以上組分，其共同阻燃效應(yīng)優(yōu)于各組分阻燃效應(yīng)之和。隨著現(xiàn)代阻燃科學(xué)的發(fā)展，協(xié)同效應(yīng)技術(shù)日益得到廣泛應(yīng)用，特別是在多功能阻燃體系中，此技術(shù)不僅能夠明顯提高體系的阻燃效率，而且可以降低阻燃體系中的某些價(jià)格昂貴或稀缺組分的含量，滿足某些領(lǐng)域日益嚴(yán)格的阻燃要求。三氧化二銻(簡(jiǎn)稱氧化銻)為目前應(yīng)用最為廣泛的協(xié)效阻燃劑，在鹵-銻阻燃體系中，具有無(wú)可比擬的協(xié)同阻燃效應(yīng)，但其存在價(jià)格昂貴，資源緊缺、生產(chǎn)污染嚴(yán)重、含有鉛、砷重金屬等缺點(diǎn)。為克服上述應(yīng)用缺陷，目前市場(chǎng)上開發(fā)出了其它多種協(xié)效阻燃劑，如氧化鐵、氧化鋅、硼酸鋅、磷酸鋅、蒙脫土、高嶺土等。專利CN102212207A也開發(fā)了一種環(huán)保協(xié)效阻燃劑FRP-33，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%。此協(xié)效阻燃劑制造方法簡(jiǎn)單，可部分或全部替代三氧化二銻，在保證良好阻燃效應(yīng)的同時(shí)，可明顯降低阻燃成本。但上述所有協(xié)效阻燃劑均為無(wú)機(jī)物，為確保阻燃效率，其粒徑均為微米級(jí)，甚至納米級(jí)。因而在生產(chǎn)應(yīng)用過程中會(huì)產(chǎn)生“架橋”現(xiàn)象，混煉質(zhì)量較差，更為嚴(yán)重的是其在使用過程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵污染，嚴(yán)重危及人身健康。目前，母粒技術(shù)成為解決此問題有效手段，并在下述專利中已有公開描述。專利CN102558850A公布了一種以20 40% (重量比)尼龍6為載體，以硼酸鋅、氧化鋅、二氧化硅、聚硅氧烷、阻燃化改性粘土為協(xié)效阻燃劑，通過熔融擠出造粒，制備尼龍6專用阻燃功能母料的方法。專利CN102212228A公布了一種以20 40%聚丙烯為載體，通過熔融擠出造粒，制備無(wú)鹵阻燃聚丙烯母料的方法。專利CN102190853A公布了一種以30% 40%重量比)丙烯晴-丁二烯-苯乙烯(ABS)為載體，通過熔融擠出造粒，制備阻燃ABS母料的方法。專利CN1760264A公布了一種以80 100% (重量比)酚醛環(huán)氧樹脂為載體，以有機(jī)改性鈉基蒙脫土為協(xié)效阻燃劑，通過高溫?cái)嚢柚苽浼{米復(fù)合阻燃母料的方法。專利CN1410480A公布了一種以2% 5% (重量比)乙烯-醋酸乙烯共聚物和氯化聚乙烯為相容劑，以17% 30% (重量比)三氧化二銻或/和硼酸鋅、氧化鋅、二氧化錫、錫酸鋅和羥基錫酸鋅為協(xié)效阻燃劑，通過熔融擠出造粒，制備通用型阻燃母料的方法。專利CN101033266A公布了一種以丙烯酸酯，或苯乙烯為單體，通過乳液插層法制備聚合物/有機(jī)蒙脫土納米復(fù)合阻燃母料的方法。專利CN101792536A公布了一種以90% 99% (重量比)的水或水與醇或/和酮的混合物為稀釋劑制備粘連劑，通過15% 35% (重量比)粘連劑與滑石粉共混、常溫?cái)D出、干燥，制備無(wú)載體高含量滑石粉母粒的方法。專利CN102504334A公布了一種以3% 5% (重量比)水為稀釋劑，1% 3% (重量t匕)硅酸鈉為粘連劑，通過常溫?cái)嚢?、雙棍加壓造粒，制備高含量、通用性廣的滑石粉填充母粒的方法。上述專利公開的技術(shù)，不同程度存在下述不足，影響了其在各個(gè)領(lǐng)域的使用①通用性差。由于不同樹脂具有不同的相容性，載體母料最適用于載體樹脂的阻燃，而與其它非載體樹脂共混時(shí)，存在相容性問題，易造成阻燃材料物理化學(xué)性能的大幅度下降，限制了其應(yīng)用范圍，如專利CN102558850A、專利CN102212228A、專利CN102190853A和專利 CN1760264A。②有效成分低。在專利CN102558850A、專利 CN102212228A、專利 CN102190853A 和專利CN1760264A中，由于載體樹脂的應(yīng)用，有效成分含量低于80%，添加量大，成本高。③高溫加熱。專利CN102558850A、專利 CN102212228A、專利 CN102190853A 和專利CN1410480A，均通過熔融擠出造粒制備母粒。一方面能耗高，增加母粒制造成本，另一方面在高溫處理過程中，易造成阻燃組分熱降解，從而降低阻燃效率。④制備過程復(fù)雜。專利CN101033266A通過化學(xué)反應(yīng)方法制備阻燃母粒，制備過程復(fù)雜，成本高，不利于推廣。專利CN101792536A與專利CN102504334A提供了一種無(wú)載體高含量母粒的常溫制備方法，但由于水或水與醇或/和酮的使用，后處理存在干燥或溶劑回收問題，增加了制備工藝的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種添加到有機(jī)合成材料中的無(wú)載體、通用性廣、有效組分含量高、無(wú)需高溫加熱、制備簡(jiǎn)單的環(huán)保協(xié)效阻燃母粒及其制備方法。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的之一的無(wú)載體環(huán)保協(xié)效阻燃母粒，包括(重量比)協(xié)效阻燃劑85% 95% ;活性支化高分子量硅氧烷5% 10%。所述協(xié)效阻燃劑包括(重量比)三氧化二銻50% 70%，無(wú)機(jī)協(xié)效阻燃劑30% 50%。所述三氧化二銻純度≥99. 8%,粒徑< I μ m。所述無(wú)機(jī)協(xié)效阻燃劑為FRP-33，此產(chǎn)品本申請(qǐng)人已經(jīng)申請(qǐng)專利，并已授權(quán)，申請(qǐng)公布號(hào)為CN102212207A，即所述FRP-33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%。所述活性支化高分子量硅氧烷為多羥基、或多環(huán)氧基支鏈型聚硅氧烷中的一種或幾種。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的之二的無(wú)載體環(huán)保協(xié)效阻燃母粒的制備方法，包括如下步驟(I)用高速混料機(jī)將協(xié)效阻燃劑、活性支化高分子量硅氧烷混合均勻，混合溫度為70 80°C，混合時(shí)間為30分鐘；(2)把步驟(I)混合好的粘結(jié)物料加到雙棍冷壓成型機(jī)中，常溫?cái)D壓成型，振動(dòng)過篩，得到產(chǎn)品。本發(fā)明的無(wú)載體環(huán)保協(xié)效阻燃母粒及其制備方法的有益效果如下
本發(fā)明的無(wú)載體環(huán)保協(xié)效阻燃母粒及其制備方法，通過選擇活性支化高分子量硅氧烷與協(xié)效阻燃劑攪拌共混，粘連后常溫?cái)D壓成型，振動(dòng)過篩，得到無(wú)載體環(huán)保協(xié)效阻燃母粒。由于不含有載體樹脂，不存在與被阻燃樹脂之間相容性問題，通用性廣；且其有效成分含量高(重量比85% 95%)，添加量小，阻燃效率高，且制備過程無(wú)需高溫加熱，生產(chǎn)機(jī)械普通、易得，工藝過程簡(jiǎn)單，勞動(dòng)強(qiáng)度低，具有較強(qiáng)的可操作性。
具體實(shí)施例方式通過下面給出的本發(fā)明的具體實(shí)施例可以進(jìn)一步了解本發(fā)明，但它們不是對(duì)本發(fā)明的限定。另外，除非特別說明，本發(fā)明中所采用的百分比均為重量百分比。實(shí)施例一將85%的協(xié)效阻燃劑(三氧化二銻60%，F(xiàn)RP-3340%)與15%環(huán)氧基支鏈型聚硅氧烷放入高速攪拌機(jī)高速攪拌至70 80°C，攪拌約30分鐘左右，當(dāng)無(wú)粉塵時(shí)，將混合好的粘結(jié)物料加到雙棍冷壓成型機(jī)中，常溫?cái)D壓成陀螺型或圓柱型母粒，振動(dòng)過篩，制成無(wú)載體環(huán)保協(xié)效阻燃母粒。實(shí)施例二將90%的協(xié)效阻燃劑(三氧化二銻60%，F(xiàn)RP-3340%)與10%環(huán)氧基支鏈型聚硅氧烷放入高速攪拌機(jī)高速攪拌至70 80°C，攪拌約30分鐘左右，當(dāng)無(wú)粉塵時(shí)，將混合好的粘結(jié)物料加到雙棍冷壓成型機(jī)中，常溫?cái)D壓成陀螺型或圓柱型母粒，振動(dòng)過篩，制成無(wú)載體環(huán)保協(xié)效阻燃母粒。實(shí)施例三 將95%的協(xié)效阻燃劑(三氧化二銻60%，F(xiàn)RP-3340%)與5%環(huán)氧基支鏈型聚硅氧烷放入高速攪拌機(jī)高速攪拌至70 80°C，攪拌約30分鐘左右，當(dāng)無(wú)粉塵時(shí)，將混合好的粘結(jié)物料加到雙棍冷壓成型機(jī)中，常溫?cái)D壓成陀螺型或圓柱型母粒，振動(dòng)過篩，制成無(wú)載體環(huán)保協(xié)效阻燃母粒。實(shí)施例四將90%的協(xié)效阻燃劑(三氧化二銻50%，F(xiàn)RP-3350%)與10%環(huán)氧基支鏈型聚硅氧烷放入高速攪拌機(jī)高速攪拌至70 80°C，攪拌約30分鐘左右，當(dāng)無(wú)粉塵時(shí)，將混合好的粘結(jié)物料加到雙棍冷壓成型機(jī)中，常溫?cái)D壓成陀螺型或圓柱型母粒，振動(dòng)過篩，制成無(wú)載體環(huán)保協(xié)效阻燃母粒。實(shí)施例五將90%的協(xié)效阻燃劑(三氧化二銻70%，F(xiàn)RP-3330%)與10%環(huán)氧基支鏈型聚硅氧烷放入高速攪拌機(jī)高速攪拌至70 80°C，攪拌約30分鐘左右，當(dāng)無(wú)粉塵時(shí)，將混合好的粘結(jié)物料加到雙棍冷壓成型機(jī)中，常溫?cái)D壓成陀螺型或圓柱型母粒，振動(dòng)過篩，制成無(wú)載體環(huán)保協(xié)效阻燃母粒。本發(fā)明所述通用性阻燃母粒為白色產(chǎn)品，加入樹脂后對(duì)制品色澤沒有影響，也可加入普通色母粒對(duì)制品進(jìn)行著色，與普通材料沒有區(qū)別。本發(fā)明實(shí)施例一、實(shí)施例二與實(shí)施例三所制成無(wú)載體環(huán)保協(xié)效阻燃母粒，按照等量有效組分替代粉體協(xié)效阻燃劑，應(yīng)用于聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、尼龍66 (PA66)，丙烯晴-丁二烯-苯乙烯(ABS)，聚丙烯(PP)，高抗沖聚苯乙烯(HIPS)阻燃改性時(shí)，改性材料與粉體協(xié)效阻燃劑改性材料的性能比較如下表所示，其中所列數(shù)據(jù)都為重量百分比。表I阻燃PBT性能對(duì)比表

權(quán)利要求
1.一種無(wú)載體環(huán)保協(xié)效阻燃母粒，包括(重量比)協(xié)效阻燃劑85% 95%;活性支化高分子量娃氧燒5% 15%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)載體環(huán)保協(xié)效阻燃母粒，其特征在于所述協(xié)效阻燃劑包括(重量比)三氧化二銻50% 70%，無(wú)機(jī)協(xié)效阻燃劑30% 50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無(wú)載體環(huán)保協(xié)效阻燃母粒，其特征在于所述三氧化二銻純度彡99. 8%，粒徑彡I μ m。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無(wú)載體環(huán)保協(xié)效阻燃母粒，其特征在于所述無(wú)機(jī)協(xié)效阻燃劑為FRP-33，所述FRP-33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%，活性支化高分子量硅氧烷1% 8%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無(wú)載體環(huán)保協(xié)效阻燃母粒，其特征在于所述活性支化高分子量硅氧烷為多羥基、或多環(huán)氧基支鏈型聚硅氧烷中的一種或幾種。
6.一種權(quán)利要求1 5所述的無(wú)載體環(huán)保協(xié)效阻燃母粒的制備方法，包括如下步驟(1)用高速混料機(jī)將協(xié)效阻燃劑、活性支化高分子量硅氧烷混合均勻，混合溫度為 70 80°C，混合時(shí)間為30分鐘；(2)把步驟(I)混合好的粘結(jié)物料加到雙棍冷壓成型機(jī)中，常溫?cái)D壓成型，振動(dòng)過篩，得到產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種添加到有機(jī)合成材料中的無(wú)載體環(huán)保協(xié)效阻燃母粒及其制備方法；一種無(wú)載體協(xié)效阻燃母粒包括(重量比)協(xié)效阻燃劑85%～95%；活性支化高分子量硅氧烷5%～15%；制備步驟包括第一步，將協(xié)效阻燃劑與活性支化高分子量硅氧烷混合成均勻混合物，混合溫度為70～80℃，混合時(shí)間為30分鐘；第二步，將混合好的粘結(jié)物料常溫?cái)D壓成型；本發(fā)明無(wú)載體，通用性廣，有效成分高，添加量低，且制備方法簡(jiǎn)單，無(wú)需高溫加熱，并能有效減少粉塵污染，改善勞動(dòng)環(huán)境。
文檔編號(hào)C08K3/22GK103044706SQ20121058568
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者李偉, 蔣紅麗 申請(qǐng)人:廣州琪原新材料有限公司