鐵氧化物在消除紅磷阻燃尼龍中刺激性氣味中的應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了鐵氧化物在消除紅磷阻燃尼龍中刺激性氣味中的應用，所述鐵氧化物為四氧化三鐵和三氧化二鐵混合的活性鐵氧化物，以尼龍為100質量份，紅磷添加量為10質量份，鐵氧化物添加量為1—5質量份，通過熔融共混使尼龍、紅磷阻燃劑、除味劑三者混合均勻時，可采用雙螺桿擠出造粒或密煉機密煉的方式，在尼龍材料通常使用的共混溫度進行共混。本發(fā)明的技術方案在不損失紅磷阻燃劑對尼龍材料的阻燃效果及其力學性能的前提下，通過添加鐵氧化物作為除味劑，在紅磷阻燃尼龍材料熱成型加工過程中阻止磷化氫向環(huán)境空間的釋放，進而消除由其造成的刺激性異味，滿足健康環(huán)保的要求。
【專利說明】鐵氧化物在消除紅磷阻燃尼龍中刺激性氣味中的應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于材料加工領域，更加具體地說，涉及一種可減弱乃至消除紅磷阻燃尼龍材料(如尼龍6)等在高溫加工時產生刺激性異味的鐵氧化物的使用方法。
【背景技術】
[0002]尼龍類材料因具有良好的電性能、力學性能、耐熱性、韌性、耐磨性、耐油性、自潤滑性、耐化學藥品性等優(yōu)良性能，廣泛的應用于各個領域。未經改性的尼龍其阻燃性能較差，其垂直燃燒只能達到UL94V-2級，氧指數為24左右，并且在燃燒過程中產生滴落，屬于易燃材料，在使用過程中極易引發(fā)火災。尤其是在電子產品領域，因尼龍而引發(fā)的火災不計其數，造成損失較大，因此，對尼龍的阻燃改性成為當今學術界與工業(yè)界共同關注與攻關的課題。
[0003]目前，針對不同的應用要求，可用于尼龍材料阻燃的阻燃劑種類很多，包括各種含鹵及無鹵阻燃劑。含鹵阻燃劑一般由于燃燒時的鹵化氫會帶來有限空間內空氣的染污，其應用受到很大限制，但也有一些溴系阻燃劑符合歐洲ROHS標準，即一定意義上可達到環(huán)保要求，其阻燃尼龍材料的阻燃性能可達到UL94V0級和V1、V2級要求。隨著社會經濟的不斷發(fā)展，尼龍材料的無鹵阻燃逐步得到更多關注，無鹵阻燃已成為尼龍阻燃的重要發(fā)展方向，在尼龍中應用較廣的無鹵阻燃劑尤以紅磷和三聚氰胺鹽類為主。無鹵阻燃尼龍產品的阻燃性能優(yōu)異，阻燃級別可達到UL94V0級，且具有低析出、防滴落，高電氣性能及耐熱性優(yōu)良，CTI值高，電氣性能好 ，沖擊強度高，對環(huán)境友好，環(huán)保等優(yōu)勢。因而，無鹵阻燃尼龍在日用電器、電氣接插件、電子電氣產品等領域獲得了廣泛應用。
[0004]紅磷是一種廉價易得的阻燃劑，具有很高的阻燃效率，并能改善制品的抗電弧性，但紅磷阻燃劑在尼龍中的使用也存在兩大方面的問題:一方面存在儲存及顏色方面的局限性，即存貯運輸等環(huán)節(jié)的防火安全問題和制品顏色受限于紅磷本身的自身顏色；另一方面是用紅磷做阻燃劑生產出來的尼龍材料在生產過程和使用過程中都會有很大的異味，造成有限空間內的空氣質量變差，影響生產人員和使用人員的身心健康。針對儲存及顏色問題，目前通過紅磷顆粒的包覆處理已經取得了一些進展，如發(fā)展形成了一些白度化紅磷產品，但在去除異味方面仍然存在很多問題需要解決。
[0005]現階段人們對紅磷阻燃尼龍(如尼龍6)過程中異味的產生，一般認為是紅磷在尼龍體系中生成了磷化氫(具有臭味，有毒)并擴散到空氣中導致的。在去除紅磷阻燃尼龍體系的異味方面，目前人們主要通過添加香料遮住臭味或添加多孔物質進行有限吸附或通過螯合作用以消除異味，但這些方法沒有或者難以徹底有效地解決異味問題，實際效果欠佳，尤其在高溫加工和燃燒等苛刻環(huán)境條件下，不能滿足應用需求。也有部分文獻報道嘗試繞開紅磷阻燃劑的使用，如通過開發(fā)反應性阻燃劑等新型阻燃劑來替代紅磷，進而解決阻燃體系的異味問題，但由于價格及阻燃效率等原因，該方法的普及度并不高?；诹谆瘹涞男纬膳c釋放各環(huán)節(jié)來阻止其生成反應的發(fā)生進而避免磷化氫的產生或阻斷其往空間內的散播，由此徹底解決異味問題，應當是解決紅磷阻燃尼龍材料異味問題的重要途徑，但鮮有這方面的相關文獻報道。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足，在不損失紅磷阻燃劑對尼龍材料的阻燃效果及其力學性能等的前提下，通過添加一種鐵氧化物，可在紅磷阻燃尼龍熱成型加工(如加工溫度為260°C )條件下，抑制磷化氫向環(huán)境空間的釋放，消除由其造成的刺激性異味，滿足生產上健康環(huán)保的空氣質量要求，同時也可抑制紅磷阻燃尼龍產品在使用過程中可能的磷化氫釋放。
[0007]本發(fā)明的技術目的通過下述技術方案予以實現:
[0008]鐵氧化物在消除紅磷阻燃尼龍中刺激性氣味中的應用。
[0009]所述鐵氧化物為四氧化三鐵和三氧化二鐵混合的活性鐵氧化物，按照下述步驟進行制備:
[0010]稱取硝酸鐵溶于去離子水中，配成0.2mol/L的水溶液；然后滴入氨水，直到pH值達到10以上，靜置沉淀后過濾，將濾餅烘干后；在300— 700°C下煅燒4一6小時得到活性鐵氧化物，即得到四氧化三鐵和三氧化二鐵混合的活性鐵氧化物。
[0011]以尼龍為100質量份,紅磷添加量為10質量份,鐵氧化物添加量為I一5質量份。
[0012]所述鐵氧化物除味劑直接用熔融共混的方式加入到紅磷阻燃尼龍材料中。
[0013]通過熔融共混使尼龍、紅磷阻燃劑、除味劑三者混合均勻時，可采用雙螺桿擠出造?；蛎軣挋C密煉的方式，在尼龍材料通常使用的共混溫度進行共混。
[0014]所述尼龍為尼龍6。
[0015]所述紅磷阻燃尼龍材料的熱成型加工溫度優(yōu)選240— 250攝氏度。
[0016]本發(fā)明的技術方案在不損失紅磷阻燃劑對尼龍材料的阻燃效果及其力學性能的前提下，通過添加鐵氧化物作為除味劑，在紅磷阻燃尼龍材料(如尼龍6)熱成型加工過程中阻止磷化氫向環(huán)境空間的釋放，進而消除由其造成的刺激性異味，使紅磷阻燃尼龍材料及其產品在生產及使用過程中，有限空間內的空氣質量能得到保障，滿足健康環(huán)保的要求。
[0017]本發(fā)明提供一種針對紅磷阻燃尼龍材料在熱成型加工條件下產生刺激性氣味的去除技術，其有益效果是:在不明顯損失紅磷阻燃劑阻燃效果及材料的力學性能的前提下，通過通常的熔融共混方法添加一種通過水溶液法制備的鐵氧化物，即可減少或徹底消除紅磷阻燃尼龍材料在熱成型加工及存放和使用過程中向有限的廠房或其它有限空間內釋放的具有刺激性氣味的磷化氫，達到除味的目的以滿足對空氣質量的環(huán)保健康要求。
【具體實施方式】
[0018]下面結合具體實施例進一步說明本發(fā)明的技術方案。紅磷母粒([SD-102]南通意特化工生產)，尼龍[NC-101]購自日本東麗公司。
[0019]實施例1制備活性鐵氧化物
[0020] 稱取硝酸鐵溶于去離子水中，配成0.2mol/L的水溶液；然后滴入氨水，直到pH值達到10以上，靜置沉淀；過濾，將濾餅置于60°C下烘干；轉移入SG-XL1200型箱式馬弗爐中，在400°C下煅燒4小時得到活性鐵氧化物，取出磨碎并過320目篩，即得到四氧化三鐵和三氧化二鐵混合的活性鐵氧化物。[0021]
【權利要求】
1.鐵氧化物在消除紅磷阻燃尼龍中刺激性氣味中的應用，其特征在于，所述刺激性氣味為磷化氫氣體，所述鐵氧化物為四氧化三鐵和三氧化二鐵混合的活性鐵氧化物，按照下述步驟進行制備: 稱取硝酸鐵溶于去離子水中，配成0.2mol/L的水溶液；然后滴入氨水,直到pH值達到10以上，靜置沉淀后過濾，將濾餅烘干后；在300— 700°C下煅燒4一6小時得到活性鐵氧化物，即得到四氧化三鐵和三氧化二鐵混合的活性鐵氧化物。
2.根據權利要求1所述的鐵氧化物在消除紅磷阻燃尼龍中刺激性氣味中的應用，其特征在于，以尼龍為100質量份,紅磷添加量為10質量份,鐵氧化物添加量為I一5質量份。
3.根據權利要求1所述的鐵氧化物在消除紅磷阻燃尼龍中刺激性氣味中的應用，其特征在于，所述鐵氧化物除味劑直接用熔融共混的方式加入到紅磷阻燃尼龍材料中，通過熔融共混使混合均勻時，采用雙螺桿擠出造?；蛎軣挋C密煉。
4.根據權利要求1所述的鐵氧化物在消除紅磷阻燃尼龍中刺激性氣味中的應用，其特征在于，所述尼龍為尼龍6。
5.根據權利要求1所述的鐵氧化物在消除紅磷阻燃尼龍中刺激性氣味中的應用，其特征在于，所述紅磷阻燃 尼龍材料的熱成型加工溫度優(yōu)選240— 250攝氏度。
【文檔編號】C01G49/08GK103992634SQ201410232020
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權日:2014年5月28日
【發(fā)明者】李景慶, 崔嵬, 陰杰, 楊金生, 張銀宇, 蕭怡然, 王秀奎, 李明輝, 翟羽健, 崔慧娟, 尚英瑞, 蔣世春 申請人:天津大學, 天津市飛榮達科技有限公司