本發(fā)明涉及一種阻燃劑的制備方法,尤其是一種納米無機復合阻燃劑的制備方法。
背景技術(shù):
:目前工業(yè)上采用的微米級氫氧化鋁、氫氧化鎂,平均粒徑約為1-10微米,可應用于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、EVA制備阻燃高分子材料。氧化鋁、氫氧化鎂等無機阻燃劑的作用機理在于:當基體樹脂燃燒時產(chǎn)生分解吸收熱量,同時還釋放出水分起阻燃作用;并形成炭化層可阻斷火焰的燃燒。一般認為,微米氫氧化鋁與微米氫氧化鎂并用,可以起協(xié)同阻燃的作用。硼酸鋅是常用的輔助阻燃劑,可提高氫氧化鋁、氫氧化鎂的阻燃效果。通常使用輔助阻燃劑還有氧化鋅、氧化鐵、磷酸鹽、有機硅等。CN1228368公開了用于高分子材料的納米無機復合阻燃劑由納米氫氧化鋁、納米結(jié)構(gòu)改性氫氧化鋁或納米氫氧化鎂與微米級氫氧化鎂和輔助阻燃劑組成。納米氫氧化鋁的平均粒徑≤100納米;納米結(jié)構(gòu)改性氫氧化鋁的平均粒徑≤150納米;納米氫氧化鎂的平均粒徑≤100納米;微米級氫氧化鎂的平均粒徑為1-10微米。納米級無機阻燃劑與微米級氫氧化鎂的質(zhì)量比為80∶20至10∶90。納米級無機阻燃劑與微米級氫氧化鎂的質(zhì)量份數(shù)之和為100份,輔助阻燃劑的質(zhì)量份數(shù)為10至30份。能應用于聚乙烯、聚丙烯、ABS、尼龍、聚碳酸酯、聚氯乙烯、EVA、聚酯等阻燃復合材料,達到阻燃和抑煙的目的。CN101130625A公開了一種具有阻燃性的聚酯無機納米復合材料及其制備方法。材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚對苯二甲酸丁二醇酯與無機納米粒子間的質(zhì)量百分比為70~99%∶1~30%,其中,無機納米粒子為二氧化硅、氫氧化鎂和氫氧化鋯;方法為按化學配比稱量無機納米粒子的粉體或膠體或其前驅(qū)體以及乙二醇或丁二醇單體,將其混合后向其中加入對苯二甲酸單體、催化劑和助劑得混合均勻體,再將混合均勻體在氮氣氛下酯化反應2~3h后于常壓下排出多余的水,然后將其依次在攪拌下于真空度為≤700Pa的氮氣氛下在265~275℃中反應0.5~1.5h、真空度為≤70Pa的氮氣氛下在265~275℃中反應2~3h,攪拌至粘度達標,制得具有阻燃性的聚酯無機納米復合材料。CN1314778C公開了一種用轉(zhuǎn)移法制備納米無機復合阻燃劑的方法,是一種利用復合阻燃劑原料中微米級氫氧化鎂大顆粒作載體對納米復合阻燃劑進行表面改性處理的方法。納米無機復合阻燃劑由納米級無機阻燃劑與微米級氫氧化鎂和輔助阻燃劑組成,納米級無機阻燃劑為納米氫氧化鋁或納米氫氧化鎂,納米級無機阻燃劑的平均粒徑≤100納米,微米級氫氧化鎂的平均粒徑在1~10微米,先將表面改性劑與微米級氫氧化鎂高速攪拌混合,然后加入納米級無機阻燃劑繼續(xù)高速攪拌混合,最后再加入輔助阻燃劑高速攪拌混合,最終得到表面包覆有表面改性劑的納米無機復合阻燃劑。用本發(fā)明制備的納米無機復合阻燃劑用于阻燃復合材料,能明顯提高阻燃復合材料的拉伸強度。無機復合阻燃劑的制備一般采用公知的干法改性的方法,用高速攪拌機進行混合,同時添加通用的有機改性劑進行表面改性,通用的有機改性劑如:鈦酸酯、鋁酸酯、硅烷或脂肪酸等。在制備納米無機復合阻燃劑過程中,不同的干法改性方法得到的阻燃劑對阻燃復合材料的阻燃效果沒有大的影響,但對阻燃復合材料的力學性能卻有較大的影響。技術(shù)實現(xiàn)要素:本發(fā)明目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題,提供一種納米無機復合阻燃劑的制備方法。為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種納米無機復合阻燃劑的制備方法,其特征在于制備步驟包括:步驟1.納米納米氫氧化鎂表面聚合:將一定量的納米氫氧化鎂分散到甲醇中,按下面比例加入納米氧化稀土,雙三甲基硅基化乙烯基磷酸酯,過氧化苯甲酰和聚乙烯醇,甲醇,升溫,在60-80℃反應6-15小時,即得到經(jīng)表面聚合的納米氫氧化鎂微懸浮液。組分重量份納米氫氧化鎂10-30納米氧化稀土0.5-2雙三甲基硅基化乙烯基磷酸酯1-5過氧化苯甲酰0.01-0.05聚乙烯醇0.1-0.5甲醇200步驟2.復配:按重量份,100份納米氫氧化鎂微懸浮液與0.1-1份N-磺酸丙基吡啶對甲苯磺酸鹽,0.1-1份碳酸胍在反應釜中混合10-40小時,過濾烘干得到產(chǎn)品。所述納米氧化稀土包括納米氧化釔,納米氧化鈰,納米氧化鐠。所述納米氫氧化鎂,納米氧化鈰,雙三甲基硅基化乙烯基磷酸酯,均為市售產(chǎn)品。所述N-磺酸丙基吡啶對甲苯磺酸鹽,碳酸胍為市售產(chǎn)品,如中科院蘭州化學物理研究所生產(chǎn)的產(chǎn)品本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案,具有以下有益效果:通過納米氫氧化鎂,納米氧化鈰表面包覆雙三甲基硅基化乙烯基磷酸酯的聚合物,使納米粒子表面能降低,按納米尺度分散均勻,步驟1產(chǎn)品納米氫氧化鎂微懸浮液與N-磺酸丙基吡啶對甲苯磺酸鹽離子液共混合,提高了納米阻燃劑的分散效果,使得阻燃劑顆粒與聚對苯二甲酸乙二酯的相容性好,極限氧指數(shù)可提高60%以上。具體實施方式以下實例僅僅是進一步說明本發(fā)明,并不是限制本發(fā)明保護的范圍。實施例1:步驟1.納米氫氧化鎂表面聚合:在1000L反應釜中,將一定量的納米氫氧化鎂分散到甲醇中,按下面比例加入納米氧化鈰,雙三甲基硅基化乙烯基磷酸酯,過氧化苯甲酰和聚乙烯醇、甲醇等,升溫,在60-80℃反應6-15小時,即得到經(jīng)表面聚合的納米氫氧化鎂微懸浮液。組分Kg納米氫氧化鎂20納米氧化鈰0.8雙三甲基硅基化乙烯基磷酸酯3過氧化苯甲酰0.03聚乙烯醇0.4甲醇200步驟2.復配:在1000L反應釜中,100Kg納米氫氧化鎂微懸浮液與0.4KgN-磺酸丙基吡啶對甲苯磺酸鹽,0.3份碳酸胍,在反應釜中混合18小時,過濾烘干得到產(chǎn)品。產(chǎn)品編號M-1。實施例2:步驟1.納米納米氫氧化鎂表面聚合:在1000L反應釜中,將一定量的納米氫氧化鎂分散到甲醇中,按下面比例加入納米氧化釔,雙三甲基硅基化乙烯基磷酸酯,過氧化苯甲酰和聚乙烯醇、甲醇,升溫,在60℃反應15小時,即得到經(jīng)表面聚合的納米氫氧化鎂微懸浮液。組分Kg納米氫氧化鎂10納米氧化釔0.5雙三甲基硅基化乙烯基磷酸酯1過氧化苯甲酰0.01聚乙烯醇0.1甲醇200步驟2.復配:在1000L反應釜中,100Kg納米氫氧化鎂微懸浮液與0.1KgN-磺酸丙基吡啶對甲苯磺酸鹽,0.1份碳酸胍在反應釜中混合40小時,過濾烘干得到產(chǎn)品。產(chǎn)品編號M-2。實施例3:步驟1.納米納米氫氧化鎂表面聚合:在1000L反應釜中,將一定量的納米氫氧化鎂分散到甲醇中,按下面比例加入納米氧化鐠,雙三甲基硅基化乙烯基磷酸酯,過氧化苯甲酰和聚乙烯醇、甲醇,升溫,在60-80℃反應6-15小時,即得到經(jīng)表面聚合的納米氫氧化鎂微懸浮液。組分重量份納米氫氧化鎂30納米氧化鐠2雙三甲基硅基化乙烯基磷酸酯5過氧化苯甲酰0.05聚乙烯醇0.5甲醇200步驟2.復配:在1000L反應釜中,100份納米氫氧化鎂微懸浮液與1份N-磺酸丙基吡啶對甲苯磺酸鹽,1份碳酸胍在反應釜中混合10小時,過濾烘干得到產(chǎn)品。產(chǎn)品編號M-3。比較例1:納米氧化鈰不加入,其它同實施例1。所得產(chǎn)品編號為M-4。比較例2:雙三甲基硅基化乙烯基磷酸酯不加入,其它同實施例1。所得產(chǎn)品編號為M-5。比較例3:N-磺酸丙基吡啶對甲苯磺酸鹽不加入,其它同實施例1。所得產(chǎn)品編號為M-6。實施例4:將加入實施例1-3以及對比例1-3的阻燃劑15wt%加入到業(yè)內(nèi)公知的標準的聚對苯二甲酸乙二酯瓶混合料中,檢測拉伸強度和彎曲強度,對比純PET試樣,其拉伸強度和彎曲強度分別提高率見表1:表1不同工藝做出的試驗樣品阻燃性能的比較編號拉伸強度提高率%彎曲強度提高率%M-119.922.5M-218.120.3M-322.324.3M-411.613.4M-510.713.8M-612.816.3未加入阻燃劑混合料5.37.9當前第1頁1 2 3