一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一類通過化學?物理方法把熱穩(wěn)定劑、有機阻燃劑、無機阻燃劑復合起來的新型復合阻燃劑，通過采用無機阻燃劑為主要阻燃成分，應用合理的工藝路線將硼系阻燃劑、有機溴阻燃劑、改性硅灰石、改性絹云母、三聚氰胺鹽、熱穩(wěn)定劑等復配到同一體系中，解決了無機阻燃劑阻燃效果差、用量大；有機阻燃劑阻燃過程中的有毒鹵化氫、鹵代烴有毒氣體的消煙、滅煙；以及無機阻燃劑與高分子材料的相容性等技術難題。實現了通過簡易的方法將熱穩(wěn)定劑融合在阻燃劑中通過合理的配方調配，降低了高分子材料制品配方設計的難度，提高了高分子材料的阻燃性能和工藝強度。
【專利說明】
一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑及其制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一類通過化學-物理方法把熱穩(wěn)定劑、有機阻燃劑、無機阻燃劑復合起來的新型復合阻燃劑，具體的說，涉及一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑及其制備方法，具有良好的抑煙及阻燃性能，與有機材料相容性好，對有機材料具有良好的補強作用。
【背景技術】
[0002]高分子材料在民用、農業(yè)、工業(yè)、國防等領域的應用已經十分普及。然而，這類材料大多數具有可燃、易燃等特性，引起的火災已成為一個嚴重的社會問題。因此，高分子材料的阻燃愈來愈受到人們的重視，同時也促使阻燃技術快速發(fā)展。
[0003]—般地，通過向高分子材料中添加阻燃劑可以使高分子材料獲得難燃特性。在已工業(yè)化生產的阻燃劑中，含氯或含溴的有機物阻燃劑占有很大的應用比例。一般認為，它們可以在高分子材料燃燒過程中產生Cl和Br游離基，而后者可以與燃燒過程中因高聚物裂解產生的H結合形成穩(wěn)定的鹵化氫，使燃燒的連鎖反應阻斷。但在實際應用中，含鹵阻燃劑盡管阻燃效果較好，但由于在使用和阻燃過程中形成的鹵化氫和鹵代物等二次污染問題，已逐步被無機阻燃劑和復合阻燃劑所取代。
[0004]在這種情況下，無機金屬氧化物和氫氧化物阻燃劑的應用已得到了越來越廣泛的應用，由于其具有消煙、無毒等特點，非常適合于高分子材料的添加劑。然而，由于已經使用的氫氧化鋁、氫氧化鎂等無機氫氧化物阻燃能力較差，添加量極大;其次，無機金屬氧化物或氫氧化物阻燃劑與高分子材料的相容性也存在極大的問題，使用量的增大使得高分子材料的強度、耐候性等物理性能降低。因此，必須采用新型的復配技術以改進無機金屬氧化物或氫氧化物阻燃劑的阻燃性能和相容性，以使其能夠更加廣泛的應用到高分子材料中。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現有生產技術存在的不足，提供一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑，以解決現有含鹵阻燃劑的消煙、滅煙的技術難題和無機阻燃劑阻燃效果差、材料相容性差等技術難題。
[0006]本發(fā)明的另一個目的是提供上述具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑的制備方法。
[0007]本發(fā)明的具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑，由如下組分和重量份數組成: 磷酸酯類阻燃劑100份
硼酸鹽類阻燃劑0.2-20份
有機溴阻燃劑0.1—10份
改性硅灰石0.1—5份
改性絹云母0.1—10份
三聚氰胺鹽0.1—5份熱穩(wěn)定劑0.1-12份
上述具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑的優(yōu)選重量份數為:
磷酸酯類阻燃劑100份
硼酸鹽類阻燃劑2-8份
有機溴阻燃劑1—5份
改性硅灰石0.3—2份
改性絹云母0.5—6份
三聚氰胺鹽0.2—3份
熱穩(wěn)定劑I—3份
所述的一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑，其中磷酸酯類阻燃劑選自磷酸酯、亞磷酸酯、有機磷鹽阻燃劑中的一種或幾種的混合物；
所述的一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑，其中硼酸鹽類阻燃劑選自硼酸鋅、硼酸鎂、硼酸鈣中一種或幾種的混合物；
所述的一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑，其中有機溴阻燃劑選自四溴苯二甲酸、十溴二苯醚、八溴醚、六溴環(huán)十二烷、四溴雙酸A、十溴二苯乙烷、溴化環(huán)氧樹脂中一種或幾種的混合物；
所述的一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑，其中改性硅灰石選自陽離子和/或陰離子改性的高長徑比硅灰石和/或納米硅灰石中一種或幾種的混合物；
所述的一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑，其中改性絹云母選自鈦酸酯、硅氧烷改性的絹云母中一種或兩種的混合物；
所述的一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑，其中三聚氰胺鹽選自三聚氰胺氰尿酸鹽、三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺硫酸鹽中一種或幾種的混合物；
所述的一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑，其中熱穩(wěn)定劑選自有機錫類熱穩(wěn)定劑、稀土熱穩(wěn)定劑中一種或兩種的混合物；
一種含有熱穩(wěn)定劑的有機/無機復合阻燃劑的制備方法，包括以下步驟:
步驟(I)將100重量份的磷酸鹽類阻燃劑、2—8重量份的硼酸鹽類阻燃劑、0.3—2重量份的改性硅灰石、0.5—6份的改性絹云母于25—85°C在100重量份的水中攪拌I 一3小時，得到混合液體A;
步驟(2)將I 一5重量份的有機溴阻燃劑和0.2—3重量份的三聚氰胺鹽溶于20重量份的乙醇溶液中攪拌混合均勻后滴加到步驟(I)所得的混合液體A中，制得混合液體B;
步驟(3)將1-3重量份的熱穩(wěn)定劑投入到步驟(2)制得的混合液體B中，并攪拌均勻，然后脫除溶劑、烘干、包裝后即可得到具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑。
[0008] 有益效果:
本發(fā)明涉及的一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑與現有技術相比，通過采用無機阻燃劑為主要阻燃成分，應用合理的工藝路線將硼系阻燃劑、有機溴阻燃劑、改性硅灰石、改性絹云母、三聚氰胺鹽、熱穩(wěn)定劑等復配到同一體系中，解決了無機阻燃劑阻燃效果差、用量大;有機阻燃劑阻燃過程中的有毒鹵化氫、鹵代烴有毒氣體的消煙、滅煙；以及無機阻燃劑與高分子材料的相容性等技術難題。實現了通過簡易的方法將熱穩(wěn)定劑融合在阻燃劑中通過合理的配方調配，降低了高分子材料制品配方設計的難度，提高了高分子材料的阻燃性能和工藝強度。同時，本發(fā)明提供了一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑的制備方法，具有生產工藝簡單、產品質量穩(wěn)定、生產成本低廉等特點，具有極高的推廣應用價值。
【具體實施方式】
[0009]下面結合實施例對本發(fā)明作詳細的說明。
[0010]實施例1
磷酸酯類阻燃劑100份
硼酸鹽類阻燃劑2-8份
有機溴阻燃劑1—5份
改性硅灰石0.3—2份
改性絹云母0.5—6份
三聚氰胺鹽0.2—3份
熱穩(wěn)定劑I—3份
具體制備方法如下:
步驟(I)將100重量份的磷酸鹽阻燃劑、2—8重量份的硼酸鋅阻燃劑、0.3—2重量份的陽離子改性的納米硅灰石、0.5—6份的鈦酸酯改性絹云母于25—85°C在100重量份的水中攪拌I 一3小時，得到混合液體A ；
步驟(2)將I 一5重量份的四溴苯二甲酸阻燃劑和0.2—3重量份的三聚氰胺氰尿酸鹽溶于20重量份的乙醇溶液中攪拌混合均勻后滴加到步驟(I)所得的混合液體A中，制得混合液體B;
步驟(3)將1-3重量份的有機錫類熱穩(wěn)定劑投入到步驟(2)制得的混合液體B中，并攪拌均勻，然后脫除溶劑、烘干、包裝后即可得到具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑。
[0011]實施例2
磷酸酯類阻燃劑100份
硼酸鹽類阻燃劑0.2份
有機溴阻燃劑10份
改性硅灰石5份
改性絹云母0.1份
三聚氰胺鹽0.1份
熱穩(wěn)定劑12份
具體制備方法如下:
步驟(I)將100重量份的亞磷酸酯阻燃劑、0.2重量份的硼酸鎂阻燃劑、5重量份的陰離子改性的納米硅灰石、0.1份的硅氧烷改性的絹云母于25—85°C在100重量份的水中攪拌I 一3小時，得到混合液體A;
步驟(2)將10重量份的十溴二苯醚、八溴醚混合物阻燃劑和0.1重量份的三聚氰胺磷酸鹽溶于20重量份的乙醇溶液中攪拌混合均勻后滴加到步驟(I)所得的混合液體A中，制得混合液體B;
步驟(3)將12重量份的稀土熱穩(wěn)定劑投入到步驟(2)制得的混合液體B中，并攪拌均勻，然后脫除溶劑、烘干、包裝后即可得到具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑。
[0012]實施例3
磷酸酯類阻燃劑100份
硼酸鹽類阻燃劑20份
有機溴阻燃劑0.1份
改性硅灰石0.1份
改性絹云母10份
三聚氰胺鹽5份
熱穩(wěn)定劑0.1份
具體制備方法如下:
步驟(I)將100重量份的有機磷鹽阻燃劑、20重量份的硼酸鎂、硼酸鈣混合物阻燃劑、0.1重量份的陽離子改性的硅灰石、10份的鈦酸酯、硅氧烷改性的絹云母混合物于25—85°C在100重量份的水中攪拌I 一3小時，得到混合液體A ；
步驟(2)將0.1重量份的六溴環(huán)十二烷阻燃劑和5重量份的三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺硫酸鹽混合物溶于20重量份的乙醇溶液中攪拌混合均勻后滴加到步驟(I)所得的混合液體A中，制得混合液體B;
步驟(3)將0.1重量份的有機錫類熱穩(wěn)定劑投入到步驟(2)制得的混合液體B中，并攪拌均勻，然后脫除溶劑、烘干、包裝后即可得到具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑。
[0013]實施例4
磷酸酯類阻燃劑100份
硼酸鹽類阻燃劑2-8份
有機溴阻燃劑1—5份
改性硅灰石0.3—2份
改性絹云母0.5—6份
三聚氰胺鹽0.2—3份
熱穩(wěn)定劑I—3份
具體制備方法如下:
步驟(I)將100重量份的磷酸酯、亞磷酸酯混合物阻燃劑、2—8重量份的硼酸鋅、硼酸鎂混合物阻燃劑、0.3—2重量份的陰離子改性硅灰石與陽離子改性的硅灰石的混合物、0.5—6份的硅氧烷改性的絹云母于25—85°C在100重量份的水中攪拌I—3小時，得到混合液體A;
步驟(2)將I 一5重量份的四溴雙酚A、十溴二苯乙烷、溴化環(huán)氧樹脂混合物阻燃劑和0.2—3重量份的三聚氰胺氰尿酸鹽、三聚氰胺磷酸鹽混合物溶于20重量份的乙醇溶液中攪拌混合均勻后滴加到步驟(I)所得的混合液體A中，制得混合液體B;
步驟(3)將1-3重量份的稀土熱穩(wěn)定劑投入到步驟(2)制得的混合液體B中，并攪拌均勻，然后脫除溶劑、烘干、包裝后即可得到具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑。
【主權項】
1.一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑，其特征在于，按重量份數該組合物由以下組分組成: 磷酸酯類阻燃劑100份 硼酸鹽類阻燃劑0.2-20份 有機溴阻燃劑0.1—10份 改性硅灰石0.1—5份 改性絹云母0.1—10份 三聚氰胺鹽0.1—5份 熱穩(wěn)定劑0.1-12份。2.如權利要求1所述的一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑，其特征在于，各組分重量份數為: 磷酸酯類阻燃劑100份 硼酸鹽類阻燃劑2-8份 有機溴阻燃劑1—5份 改性硅灰石0.3—2份 改性絹云母0.5—6份 三聚氰胺鹽0.2—3份熱穩(wěn)定劑I—3份。3.如權利要求1或2所述的一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑，其特征在于，其中磷酸酯類阻燃劑選自磷酸酯、亞磷酸酯、有機磷鹽阻燃劑中一種或幾種的混合物。4.如權利要求1或2所述的一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑，其特征在于，其中硼酸鹽類阻燃劑選自硼酸鋅、硼酸鎂、硼酸鈣中一種或幾種的混合物。5.如權利要求1或2所述的一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑，其特征在于，其中有機溴阻燃劑選自四溴苯二甲酸、十溴二苯醚、八溴醚、六溴環(huán)十二烷、四溴雙酚A、十溴二苯乙烷、溴化環(huán)氧樹脂中一種或幾種的混合物。6.如權利要求1或2所述的一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑，其特征在于，其中改性硅灰石選自陽離子和/或陰離子改性的高長徑比硅灰石和/或納米硅灰石中一種或幾種的混合物。7.如權利要求1或2所述的一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑，其特征在于，其中改性絹云母選自鈦酸酯、硅氧烷改性的絹云母中一種或兩種的混合物。8.如權利要求1或2所述的一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑，其特征在于，其中三聚氰胺鹽選自三聚氰胺氰尿酸鹽、三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺硫酸鹽中一種或幾種的混合物。9.如權利要求1或2所述的一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑，其特征在于，其中熱穩(wěn)定劑選自有機錫類熱穩(wěn)定劑、稀土熱穩(wěn)定劑中一種或兩種的混合物。10.如權利要求1或2所述的一種具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟(I)將100重量份的磷酸鹽類阻燃劑、2—8重量份的硼酸鹽類阻燃劑、0.3—2重量份的改性硅灰石、0.5—6份的改性絹云母于25—85°C在100重量份的水中攪拌I 一3小時，得到混合液體A; 步驟(2)將I一5重量份的有機溴阻燃劑和0.2—3重量份的三聚氰胺鹽溶于20重量份的乙醇溶液中攪拌混合均勻后滴加到步驟(I)所得的混合液體A中，制得混合液體B; 步驟(3)將1-3重量份的熱穩(wěn)定劑投入到步驟(2)制得的混合液體B中，并攪拌均勻，然后脫除溶劑、烘干、包裝后即可得具有熱穩(wěn)定作用的有機/無機復合阻燃劑。
【文檔編號】C08K3/34GK105885095SQ201610275026
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】劉強
【申請人】合肥云峰信息科技有限公司