一種功能性氫氧化鎂阻燃劑的制備方法及由該方法制備的阻燃劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種功能性氫氧化鎂阻燃劑的制備方法及由該方法制備的阻燃劑，制備方法包括：a、將水、乙醇和乙二醇混合，得到溶劑；b、將鎂鹽溶于所述溶劑中，得到鎂鹽溶液；c、向所述鎂鹽溶液中加入表面活性劑，得到第一液體，將第一液體進行超聲后放入溫度恒定的水浴容器中，同時將第一液體保持勻速攪拌；d、將氨水溶液逐滴加入至攪拌下的第一液體中直至混合液的pH為9.5?10反應后得第二液體；e、將第二液體在室溫下靜置后依次在真空抽濾下進行水洗和乙醇洗后干燥和研磨，得到功能性氫氧化鎂阻燃劑。本發(fā)明制備的功能性氫氧化鎂阻燃劑能夠更好地和塑料結(jié)合，僅需較小的填充量即可顯著獲得較好的阻燃性能。
【專利說明】
一種功能性氫氧化鏌阻燃劑的制備方法及由該方法制備的阻 燃劑
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及阻燃劑，具體涉及一種功能性氫氧化鎂阻燃劑的制備方法及由該方法 制備的阻燃劑。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著高分子材料工業(yè)的發(fā)展，三大合成材料(塑料、合成橡膠、合成纖維)愈來愈廣 泛地應用于生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域。由于這些有機聚合物的可燃性而引起的火災也給人們 釀成了慘重的人員傷亡，造成了巨大的經(jīng)濟損失，因此高分子材料的阻燃性能受到了全球 的關(guān)注。自60年代起，一些工業(yè)發(fā)達國家就開始生產(chǎn)和應用阻燃塑料、阻燃橡膠和阻燃紡織 品。隨著電器、電子、機械、汽車、船舶、航空、航天和化工的發(fā)展，對產(chǎn)品材質(zhì)的阻燃要求也 愈來愈高，使阻燃劑和阻燃材料的研制、生產(chǎn)及應用推廣得以迅速發(fā)展，品種日趨增多、產(chǎn) 量急劇上升。據(jù)粗略估計，全球阻燃劑的65% - 70%用于阻燃塑料，20%用于橡膠，5%用于 紡織品，3%用于涂料，2%用于紙張及木材。電子/電氣、運輸、建材、家具、紡織為阻燃劑的 幾大用戶。
[0003] 阻燃技術(shù)是針對聚合物材料而采用的一種防護措施，即阻止材料的燃燒及延緩火 焰的蔓延，從而減少火災的發(fā)生，或?qū)⒒馂目刂圃谝欢ǚ秶?，為火災的撲救贏得寶貴的時 間，因此阻燃劑的開發(fā)和應用受到了極大的重視。無機阻燃劑的安全性較高，具有低煙、無 毒、熱穩(wěn)定性好、不產(chǎn)生腐蝕性氣體、價格低廉等優(yōu)點，絕大部分應用于塑料中，在國內(nèi)外被 日益廣泛采用。主要品種有:氫氧化鎂、氫氧化鋁、紅磷、氧化銻、氧化錫、氧化鋁、鋁酸按、硼 酸鋅等，其中以氫氧化鋁、氫氧化鎂應用最為廣泛，既可起到阻燃作用又可起到填充作用。
[0004] 中國專利CN104592789A公開了一種一體化制備高分散性超細氫氧化鎂阻燃劑的 方法，包括如下步驟:連續(xù)化合成高純氫氧化鎂;單循環(huán)濕式研磨及表面改性氫氧化鎂，將 氫氧化鎂阻燃劑的粒徑控制及表面處理一體化實施。該發(fā)明解決了氫氧化鎂阻燃劑純度、 漿液粘度、粒徑、粒徑分布及比表積的控制，干燥時出現(xiàn)的二次凝聚和粘結(jié)現(xiàn)象等技術(shù)難 題，將氫氧化鎂阻燃劑粉體由親水性表面改性成親油性表面，提高粉體在高分子聚合材料 中具有相溶性和分散性，降低其對聚合物產(chǎn)品加工性能以及力學性能的影響，優(yōu)化高分子 聚合物的阻燃、加工、力學及電學等綜合性能。
[0005] 中國專利CN102502728A公開了一種氫氧化鎂阻燃劑制備方法及由該制備方法所 制得的氫氧化鎂阻燃劑，制備方法包括步驟:首先，在反應器中加入氯化鎂形成氯化鎂溶 液，并對應加熱至設(shè)定溫度T;然后，在反應器中加入氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鈉與水混合后 形成的復合沉淀劑;接著，等復合沉淀劑加入完全后，在設(shè)定溫度T下繼續(xù)恒溫反應，然后洗 滌過濾反應器中的氯離子;再者，將氫氧化鎂濾餅進行再漿處理;最后，將再漿處理后的氫 氧化鎂濾餅進行物理破碎處理，得到氫氧化鎂阻燃劑。該發(fā)明的氫氧化鎂阻燃劑的制備方 法制得的氫氧化鎂阻燃劑中的氫氧化鎂純度大于等于99.0%。
[0006] 常規(guī)的制備方法制備的氫氧化鎂阻燃劑無法和塑料很好的結(jié)合，因此在應用時需 要較大的填充量，往往需要較大的成本才能使得材料的阻燃性能得到顯著改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明提供了一種功能性氫氧化鎂阻燃劑的 制備方法及由該方法制備的阻燃劑，本發(fā)明制備的阻燃劑能夠很好地降低ABS等聚合物塑 料的可燃性。
[0008] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：
[0009] -種功能性氫氧化鎂阻燃劑的制備方法，該方法包括:a、按照質(zhì)量比為1:(0. Ιο.3) :(0.05-0.2) 將水、乙醇和乙二醇混合，得到溶劑;b、將鎂鹽溶于所述溶劑中 ，得到質(zhì)量 濃度為2-10%的鎂鹽溶液;c、按照鎂鹽和表面活性劑的質(zhì)量比為100: (0.5-5)向所述鎂鹽 溶液中加入表面活性劑，得到第一液體，將第一液體進行超聲后放入溫度恒定的水浴容器 中，同時將第一液體保持勻速攪拌，所述水浴容器保持水浴溫度為15-35攝氏度;d、將質(zhì)量 濃度為2-10 %的氨水溶液逐滴加入至攪拌下的第一液體中直至混合液的pH為9.5-10，混合 液保持攪拌下調(diào)整水浴容器的溫度為40-90攝氏度，反應30分鐘-2小時后得第二液體;e、將 第二液體在室溫下靜置1-6小時后依次在真空抽濾下進行水洗3-6次和乙醇洗1-3次后干燥 和研磨，得到功能性氫氧化鎂阻燃劑。
[0010] 優(yōu)選地，所述鎂鹽為硝酸鎂、氯化鎂或硫酸鎂。
[0011] 優(yōu)選地，所述表面活性劑為PEG-800、PEG-1000或PEG-1500。
[0012] 優(yōu)選地，所述真空抽濾的壓力為-75~-10千帕。
[0013] 優(yōu)選地，所述超聲的頻率為25KHZ-130KHZ，所述超聲的時間為20min-lh。
[0014] 優(yōu)選地，步驟c中所述攪拌的速度為600-1500轉(zhuǎn)/分鐘。
[0015] 優(yōu)選地，將鎂鹽溶于所述溶劑得質(zhì)量濃度為3-6%的鎂鹽溶液。
[0016] 優(yōu)選地，鎂鹽和表面活性劑的質(zhì)量比為100: (1-3)。
[0017]優(yōu)選地，步驟e中所述水洗的次數(shù)為4-5次，乙醇洗的次數(shù)為1-2次。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明的制備方法所制備的功能性氫氧化鎂阻燃劑能夠更好地和塑料結(jié)合， 僅需較小的填充量即可顯著獲得較好的阻燃性能。
[0019] 本發(fā)明的有益效果為：
[0020] 其一，本發(fā)明的制備方法中通過構(gòu)建水和醇類的混合反應體系，使得功能性氫氧 化鎂在生長和形成中能夠更好地和表面活性劑進行連接和活化，因此聚合物類塑料和功能 性氫氧化鎂在混煉中能夠更好地結(jié)合，從而使聚合物類塑料的可燃性被明顯降低。
[0021] 其二，本發(fā)明的制備方法簡單，所用原料類物質(zhì)廉價易得，適合大批量的工業(yè)級生 產(chǎn);本發(fā)明制備的阻燃劑在使用時僅需要較小的填充量即可顯著獲得較好的阻燃性能。
【具體實施方式】
[0022]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將對本發(fā)明的技術(shù)方案進行 詳細的描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有 其它實施方式，都屬于本發(fā)明所保護的范圍。
[0023]本發(fā)明提供一種功能性氫氧化鎂阻燃劑的制備方法，該方法包括:a、按照質(zhì)量比 為I: (0.1-0.3): (O . 05-0.2)將水、乙醇和乙二醇混合，得到溶劑;b、將鎂鹽溶于所述溶劑 中，得到質(zhì)量濃度為2-10%的鎂鹽溶液;c、按照鎂鹽和表面活性劑的質(zhì)量比為100:(0.5-5) 向所述鎂鹽溶液中加入表面活性劑，得到第一液體，將第一液體進行超聲后放入溫度恒定 的水浴容器中，同時將第一液體保持勻速攪拌，所述水浴容器保持水浴溫度為15-35攝氏 度;d、將質(zhì)量濃度為2-10%的氨水溶液逐滴加入至攪拌下的第一液體中直至混合液的pH為 9.5-10,混合液保持攪拌下調(diào)整水浴容器的溫度為40-90攝氏度，反應30分鐘-2小時后得第 二液體;e、將第二液體在室溫下靜置1-6小時后依次在真空抽濾下進行水洗3-6次和乙醇洗 1-3次后干燥和研磨，得到功能性氫氧化鎂阻燃劑。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明，所述鎂鹽是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，例如可以為硝酸鎂、氯化鎂或 硫酸鎂。
[0025] 根據(jù)本發(fā)明，所述表面活性劑是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，可以為任意的表面活 性劑，本發(fā)明優(yōu)選聚乙二醇，更優(yōu)選為PEG-800、PEG-1000或PEG-1500。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明，所述真空抽濾是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，壓力可以為-75~-10千 帕。
[0027]根據(jù)本發(fā)明，所述超聲是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，頻率可以為25KHZ-130KHZ，所 述超聲的時間可以為20min_lh。
[0028] 根據(jù)本發(fā)明，步驟c中所述攪拌的速度可以為600-1500轉(zhuǎn)/分鐘。
[0029] 根據(jù)本發(fā)明，可以將鎂鹽溶于所述溶劑得質(zhì)量濃度為3-6%的鎂鹽溶液。
[0030] 根據(jù)本發(fā)明，鎂鹽和表面活性劑的質(zhì)量比可以為100: (1-3)。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明，步驟e中所述水洗的次數(shù)可以為4-5次，乙醇洗的次數(shù)可以為1-2次。
[0032] 本發(fā)明還提供根據(jù)本發(fā)明的制備方法所制備的功能性氫氧化鎂阻燃劑。
[0033] 下面將通過實施例來進一步說明本發(fā)明，但是本發(fā)明并不因此而受到任何限制。 [0034]本發(fā)明實施例中，極限氧指數(shù)通過數(shù)顯氧指數(shù)儀進行測定。
[0035] 實施例1
[0036] a、按照質(zhì)量比為1:0.1:0.05將水、乙醇和乙二醇混合，得到溶劑;b、將硝酸鎂溶于 所述溶劑中，得到質(zhì)量濃度為2%的鎂鹽溶液；c、按照鎂鹽和表面活性劑的質(zhì)量比為100: 0.5向所述鎂鹽溶液中加入表面活性劑PEG-800得到第一液體，將第一液體進行25KHZ頻率 的超聲20min后放入溫度為15攝氏度的水浴容器中并保持600轉(zhuǎn)/分鐘的勻速攪拌;d、將質(zhì) 量濃度為2 %的氨水溶液逐滴加入至攪拌下的第一液體中直至混合液的pH為9.5，混合液保 持攪拌下調(diào)整水浴容器的溫度為40攝氏度，反應30分鐘后得第二液體;e、將第二液體在室 溫下靜置1小時后依次在-75千帕真空抽濾下進行水洗3次和乙醇洗1次后干燥和研磨，得到 功能性氫氧化鎂阻燃劑MZ-I。
[0037] 實施例2
[0038] a、按照質(zhì)量比為1:0.3:0.2將水、乙醇和乙二醇混合，得到溶劑;b、將氯化鎂溶于 所述溶劑中，得到質(zhì)量濃度為10%的鎂鹽溶液;C、按照鎂鹽和表面活性劑的質(zhì)量比為100:5 向所述鎂鹽溶液中加入表面活性劑PEG-1000，得到第一液體，將第一液體進行130KHZ超聲 Ih后放入溫度為35攝氏度的水浴容器中并保持1500轉(zhuǎn)/分鐘的勻速攪拌;d、將質(zhì)量濃度為 10 %的氨水溶液逐滴加入至攪拌下的第一液體中直至混合液的PH為10，混合液保持攪拌下 調(diào)整水浴容器的溫度為90攝氏度，反應2小時后得第二液體;e、將第二液體在室溫下靜置6 小時后依次在-10千帕真空抽濾下進行水洗6次和乙醇洗3次后干燥和研磨，得到功能性氫 氧化鎂阻燃劑MZ-2。
[0039] 實施例3
[0040] a、按照質(zhì)量比為1:0.2:0.1將水、乙醇和乙二醇混合，得到溶劑;b、將硫酸鎂溶于 所述溶劑中，得到質(zhì)量濃度為6%的鎂鹽溶液；c、按照鎂鹽和表面活性劑的質(zhì)量比為100: 2.5向所述鎂鹽溶液中加入表面活性劑PEG-1500,得到第一液體，將第一液體進行70KHZ超 聲70min后放入溫度為25攝氏度的水浴容器中并保持1000轉(zhuǎn)/分鐘的勻速攪拌;d、將質(zhì)量濃 度為6 %的氨水溶液逐滴加入至攪拌下的第一液體中直至混合液的pH為9.7，混合液保持攪 拌下調(diào)整水浴容器的溫度為65攝氏度，反應75分鐘后得第二液體;e、將第二液體在室溫下 靜置3.5小時后依次在-40千帕真空抽濾下進行水洗4次和乙醇洗2次后干燥和研磨，得到功 能性氫氧化鎂阻燃劑MZ-3。
[0041 ]應用實施例1:
[0042]將50g的ABS塑料和5g的功能性氫氧化鎂阻燃劑MZ-I攪拌均勻混合后放入流變儀 中，在轉(zhuǎn)速50r/min、溫度210攝氏度下混煉5min，將密煉所得樣品于平板硫化機中在210攝 氏度下熱壓成型5min后冷壓5min，按GB/T2406-93測試制備標準樣條，樣條尺寸為 120x6.5x3mm 3，調(diào)節(jié)氧氣濃度測定10次，得到的極限氧指數(shù)見表1。
[0043] 應用實施例2、應用實施例3和應用實施例1的條件相同，唯一不同之處在于，所采 用的功能性氫氧化鎂阻燃劑分別為MZ-2和MZ-3,所測試得的極限氧指數(shù)見表1。
[0044] 由實施例1-3和應用實施例1-3可知，本發(fā)明制備的功能性氫氧化鎂阻燃劑和ABS 塑料混煉后得到的復合型ABS材料已經(jīng)超過復合難燃材料的氧指數(shù)標準32%。表1
【主權(quán)項】
1. 一種功能性氫氧化鎂阻燃劑的制備方法，其特征在于，該方法包括： a、 按照質(zhì)量比為1: (0.1-0.3): (0.05-0.2)將水、乙醇和乙二醇混合，得到溶劑； b、 將鎂鹽溶于所述溶劑中，得到質(zhì)量濃度為2-10%的鎂鹽溶液； c、 按照鎂鹽和表面活性劑的質(zhì)量比為100 :(0.5-5)向所述鎂鹽溶液中加入表面活性 劑，得到第一液體，將第一液體進行超聲后放入溫度恒定的水浴容器中，同時將第一液體保 持勻速攪拌，所述水浴容器保持水浴溫度為15-35攝氏度； d、 將質(zhì)量濃度為2-10%的氨水溶液逐滴加入至攪拌下的第一液體中直至混合液的pH 為9.5-10，混合液保持攪拌下調(diào)整水浴容器的溫度為40-90攝氏度，反應30分鐘-2小時后得 第二液體； e、 將第二液體在室溫下靜置1-6小時后依次在真空抽濾下進行水洗3-6次和乙醇洗1-3 次后干燥和研磨，得到功能性氫氧化鎂阻燃劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述鎂鹽為硝酸鎂、氯化鎂或硫酸鎂。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑為PEG-800、PEG-1000 或PEG-1500。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述真空抽濾的壓力為-75~-10千 帕。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述超聲的頻率為25KHZ-130KHZ，所 述超聲的時間為20min-lh。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟c中所述攪拌的速度為600-1500 轉(zhuǎn)/分鐘。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，將鎂鹽溶于所述溶劑得質(zhì)量濃度為3-6%的鎂鹽溶液。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，鎂鹽和表面活性劑的質(zhì)量比為100: (1-3)〇9. 根據(jù)權(quán)利要求1的制備方法，其特征在于，步驟e中所述水洗的次數(shù)為4-5次，乙醇洗 的次數(shù)為1-2次。10. 權(quán)利要求1-9中任意一項的制備方法所制備的功能性氫氧化鎂阻燃劑。
【文檔編號】C08K9/04GK105860134SQ201610237581
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月15日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】佛山市聚成生化技術(shù)研發(fā)有限公司