本發(fā)明屬于熱塑性塑料,具體涉及一種阻燃劑、阻燃熱塑性塑料及其制備方法。
背景技術(shù):
1、由于熱塑性塑料主要是由碳、氨、氧原子組成,所以熱塑性塑料一般是易燃的。而要將其應(yīng)用在交通運輸、建筑、電工器材、航空、宇宙飛行等方面,就迫切需要解決其耐燃燒問題。目前改善熱塑性塑料阻燃性能的方法有很多,主要是通過在材料中添加阻燃劑來實現(xiàn)。阻燃劑是阻燃技術(shù)在實際生活中的應(yīng)用,它是一種用于改善可燃易燃材料燃燒性能的特殊的化工助劑,廣泛應(yīng)用于各類裝修材料的阻燃加工中。經(jīng)過阻燃劑加工后的材料,在受到外界火源攻擊時,能夠有效地阻止、延緩或終止火焰的傳播,從而達到阻燃的作用。阻燃劑的物質(zhì)很多,如磷酸烷基酯類、磷酸芳基酯、溴化物、磷酸類、三聚氰胺等。還有無機阻燃劑如羥基鋁、氫氧化鎂、硼酸鹽等。但這些阻燃劑和熱塑性塑料的相容性一般。
2、本發(fā)明創(chuàng)新制得一種阻燃熱塑性塑料及其制備方法,改善現(xiàn)在熱塑性塑料的阻燃性能,這種阻燃劑至今尚未見于報道,本發(fā)明具有非常重要的現(xiàn)實意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此,本發(fā)明有必要提供一種阻燃熱塑性塑料,它能夠顯著提高熱塑性塑料組合物的阻燃性能。
2、為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
3、一種阻燃劑的制備方法,其制備步驟如下:
4、(1)將乙酸鋁、草酸、溶劑,放入反應(yīng)器皿中,在60-80℃水浴中反應(yīng)8-12h,得到溶液a;
5、(2)將溶液a進行抽濾、洗滌、干燥,得草酸鋁;
6、(3)將步驟(2)制備的草酸鋁和甲基丙烯酸縮水甘油酯、催化劑、溶劑,一起放入反應(yīng)器皿中,在uv燈下照射下反應(yīng)10-16h,得到溶液b;
7、(4)將溶液b進行抽濾、洗滌、干燥,得草酸鋁接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯,即為阻燃劑。
8、進一步方案,步驟(1)中的乙酸鋁、草酸、溶劑的質(zhì)量比為(30-40):(30-36):(120-160),所述溶劑為丙酮水溶液,其中丙酮的質(zhì)量分數(shù)為40%-50%。
9、進一步方案,步驟(3)中所述溶劑為丙酮和去離子水,其中草酸鋁、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙酮、去離子水、催化劑的質(zhì)量比是(28-32):(16-20):(30-40):(80-90):(0.1-0.3)。
10、進一步方案,所述催化劑為異辛酸亞錫、三乙烯二胺或二月桂酸二丁基錫,所述uv燈的功率為80-100w/cm。
11、本申請的第二個發(fā)明目的是提供一種阻燃劑,其采用上述的制備方法所制備的草酸鋁接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯。
12、本申請的第三個發(fā)明目的是提供一種阻燃熱塑性塑料,其包括熱塑性塑料和阻燃劑,所述阻燃劑為上述制備的草酸鋁接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯,其加入量為阻燃熱塑性塑料總質(zhì)量的18-22%。
13、本申請的第二個發(fā)明目的是所述熱塑性塑料為聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚苯乙烯(ps)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、聚酰胺6(pa6)中的一種。
14、本申請在草酸鋁表面接枝了甲基丙烯酸縮水甘油酯,引進了環(huán)氧基團,很好地改善了熱塑性塑料和草酸鋁的界面相容性,優(yōu)化了熱塑性塑料復合材料的阻燃性能。其中草酸鋁的制備方程式如下:
15、3h2c2o4+al2(ch3coo)3→al2(c2o4)3↓+3ch3cooh
16、本申請制備的草酸鋁接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯具有優(yōu)異的阻燃性,其中草酸鋁阻燃原因如下:
17、(1)草酸鋁具有吸熱分解的潛力,并且在熱塑性塑料表面形成一層熱穩(wěn)定的保護性氧化鋁層,以進一步防止降解;
18、(2)草酸鋁燃燒時可以分解出h2o和co2,生成的h2o吸收燃燒熱量,降低溫度,達到阻燃的效果。
19、本發(fā)明合成了一種草酸鋁類型的阻燃劑,它能提升熱塑性塑料的阻燃功能,這種材料至今尚未見于報道,這對于擴展熱塑性塑料復合材料的應(yīng)用具有非常重要的現(xiàn)實意義。
1.一種阻燃劑的制備方法,其特征在于:步驟如下:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于:步驟(1)中的乙酸鋁、草酸、溶劑的質(zhì)量比為(30-40):(30-36):(120-160),所述溶劑為丙酮水溶液,其中丙酮的質(zhì)量分數(shù)為40%-50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于:步驟(3)中所述溶劑為丙酮和去離子水,其中草酸鋁、甲基丙烯酸縮水甘油酯、丙酮、去離子水、催化劑的質(zhì)量比是(28-32):(16-20):(30-40):(80-90):(0.1-0.3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法,其特征在于:所述催化劑為異辛酸亞錫、三乙烯二胺或二月桂酸二丁基錫,所述uv燈的功率為80-100w/cm。
5.一種阻燃劑,其特征在于:其采用如權(quán)利要求1-4任一項所述的制備方法所制備的草酸鋁接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯。
6.一種阻燃熱塑性塑料,其特征在于:包括熱塑性塑料和阻燃劑,所述阻燃劑為如權(quán)利要求1-4任一項所述的制備方法所制備的草酸鋁接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯,其加入量為阻燃熱塑性塑料總質(zhì)量的18-22%。
7.據(jù)權(quán)利要求6所述一種阻燃熱塑性塑料,其特征在于:所述熱塑性塑料為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺6中的一種。