專利名稱：復(fù)合膨脹型阻燃劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合膨脹型阻燃劑。
背景技術(shù)：
膨脹型阻燃劑(IFR)通常是是指以磷、氮、碳為主要核心成分的復(fù)合阻燃劑，它一般是由三部分組成的炭化劑(碳源)、膨脹劑(氣源)和炭化催化劑(酸源)。用其阻燃的聚合物受熱時(shí)，會(huì)在其表面形成一定厚度的多孔炭層，該炭層具有隔熱、隔氧、抑煙及防熔滴的功能，從而起到很好的阻燃作用。目前，膨脹型阻燃劑廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、纖維 、涂料、木材等材料的阻燃。膨脹型阻燃劑雖然具有阻燃效率高、價(jià)格便宜、毒性較低等優(yōu)點(diǎn)，也存在與聚合物相容性差、易吸濕滲出等缺陷。例如，常用的膨脹型阻燃劑——低聚合度聚磷酸銨(APP)和季戊四醇(PER)都是水溶性的。因此添加這些膨脹型阻燃聚合物材料在戶外或潮濕的環(huán)境中使用時(shí)，膨脹型阻燃劑會(huì)向聚合物材料表面遷移而滲出，不僅會(huì)降低材料的力學(xué)性能和阻燃性能，甚至起不到阻燃保護(hù)作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種復(fù)合膨脹型阻燃劑。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種復(fù)合膨脹型阻燃劑，其特征在于包括磷酸、聚磷酸銨、氫氧化鎂、有機(jī)高分子材料和分散劑，其配方組成為(重量分?jǐn)?shù))磷酸1(T50份、聚磷酸銨5 20份、氫氧化鎂20^40份、有機(jī)高分子材料0. 5^5份、分散劑(Tl份。各組分的含量?jī)?yōu)選如下磷酸3(T50份、聚磷酸銨1(T20份、氫氧化鎂20 40份、有機(jī)高分子材料2 4份、分散劑0. 05、. 5份。所述有機(jī)高分子材料為丙烯酸酯聚合物、苯乙烯聚合物、低分子量聚溴化苯乙烯、脲醛樹脂之一或任意比例混配。所述分散劑為硬脂酸鹽。所述硬脂酸鹽為硬脂酸鎂、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鈉中的一種或幾種的混
八
口 o本發(fā)明復(fù)合膨脹型阻燃劑的制備方法為在三口瓶中加入聚磷酸銨，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢加入磷酸，保持一定溫度條件下攪拌至呈熔融狀態(tài)，加入有機(jī)高分子材料和氫氧化鎂反應(yīng)一段時(shí)間，再加入分散劑硬脂酸鹽，繼續(xù)攪拌均勻，反應(yīng)2小時(shí)得到產(chǎn)物。將上述反應(yīng)產(chǎn)物在240°C 255°C脫氣處理3小時(shí)，趁熱將反應(yīng)物移出，冷卻后研磨得到粉末狀阻燃劑。使用方法本發(fā)明阻燃劑可直接作為添加劑添加到需要阻燃的產(chǎn)品配料中即可，如制備阻燃塑料、阻燃橡膠產(chǎn)品時(shí)，將阻燃劑直接添加到塑料原料的配料中即可。本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明復(fù)合膨脹型阻燃劑具有優(yōu)良的阻燃性能，又具有低煙、低毒、防熔滴和無腐蝕性氣體的優(yōu)點(diǎn)。采用的氫氧化鎂分解溫度高達(dá)340°C，有利于塑料加工溫度的提高；粒度分布均勻，與基材相容性好，對(duì)制品力學(xué)性能影響小；氫氧化鎂燃燒脫水后生成的氧化鎂是一種高強(qiáng)度、高耐熱的材料，可作為一層保護(hù)墻，隔絕火源及有毒有害氣體，氫氧化鎂與酸的中和能力強(qiáng)，可較快地中和塑料燃燒過程產(chǎn)生的酸性氣體S02、N0x等；氫氧化鎂分解能力高、阻燃效率高、抑煙能力強(qiáng)；價(jià)格低廉，填充量大，可大大降低產(chǎn)品的成本。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實(shí)施例I取5份聚磷酸銨放入三口瓶中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢加入10份磷酸，保持200°C恒溫條件下攪拌至呈熔融狀態(tài)，加入0. 5份丙烯酸酯聚合物和20份氫氧化鎂，反應(yīng)6小時(shí)，再加A 0. 05份硬脂酸鈉，繼續(xù)攪拌均勻，反應(yīng)2小時(shí)得到產(chǎn)物。將上述反應(yīng)產(chǎn)物在240°C脫氣處 理3小時(shí)，趁熱將反應(yīng)物移出，冷卻后研磨得到粉末狀阻燃劑。實(shí)施例2取8份聚磷酸銨放入三口瓶中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢加入20份磷酸，保持20(TC恒溫條件下攪拌至呈熔融狀態(tài)，加入I份苯乙烯聚合物和25份氫氧化鎂，反應(yīng)6小時(shí)，再加入
0.2份硬脂酸鋅，繼續(xù)攪拌均勻，反應(yīng)2小時(shí)得到產(chǎn)物。將上述反應(yīng)產(chǎn)物在245°C脫氣處理3小時(shí)，趁熱將反應(yīng)物移出，冷卻后研磨得到粉末狀阻燃劑。實(shí)施例3取10份聚磷酸銨放入三口瓶中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢加入30份磷酸，保持200°C恒溫條件下攪拌至呈熔融狀態(tài)，加入2份脲醛樹脂和30份氫氧化鎂，反應(yīng)6小時(shí)，再加入0. 5份硬脂酸鋅，繼續(xù)攪拌均勻，反應(yīng)2小時(shí)得到產(chǎn)物。將上述反應(yīng)產(chǎn)物在250°C脫氣處理3小時(shí)，趁熱將反應(yīng)物移出，冷卻后研磨得到粉末狀阻燃劑。實(shí)施例4取15份聚磷酸銨放入三口瓶中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢加入40份磷酸，保持20(TC恒溫條件下攪拌至呈熔融狀態(tài)，加入3份脲醛樹脂和40份氫氧化鎂，反應(yīng)6小時(shí)，再加入0. 8份硬脂酸鈣，繼續(xù)攪拌均勻，反應(yīng)2小時(shí)得到產(chǎn)物。將上述反應(yīng)產(chǎn)物在240°C脫氣處理3小時(shí)，趁熱將反應(yīng)物移出，冷卻后研磨得到粉末狀阻燃劑。實(shí)施例5取20份聚磷酸銨放入三口瓶中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下緩慢加入50份磷酸，保持200°C恒溫條件下攪拌至呈熔融狀態(tài)，加入5份低分子量聚溴化苯乙烯和35份氫氧化鎂，反應(yīng)6小時(shí)，再加入I份硬脂酸鎂，繼續(xù)攪拌均勻，反應(yīng)2小時(shí)得到產(chǎn)物。將上述反應(yīng)產(chǎn)物在255°C脫氣處理3小時(shí)，趁熱將反應(yīng)物移出，冷卻后研磨得到粉末狀阻燃劑。分別以實(shí)施例1-5為阻燃劑，按實(shí)施例中各原料配比分別得到阻燃聚丙烯材料。制備過程分別將各實(shí)施例對(duì)應(yīng)的原料配比加入到高速混合機(jī)中混合均勻，將干燥的混合物放入雙螺桿擠出機(jī)中共混擠出。擠出機(jī)各區(qū)的溫度分別控制為150°C、150°C、160°C、160°C和180°C ;螺桿轉(zhuǎn)速控制25-60轉(zhuǎn)/分。熔融共混物擠出后自然冷卻切粒。表I 阻燃聚丙烯材料的燃燒性能試驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合膨脹型阻燃劑，其特征在于包括磷酸、聚磷酸銨、氫氧化鎂、有機(jī)高分子材料和分散劑，其配方組成為(重量分?jǐn)?shù))磷酸1(T50份、聚磷酸銨5 20份、氫氧化鎂2(T40份、有機(jī)高分子材料0. 5^5份、分散劑(Tl份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合膨脹型阻燃劑，其特征在于各組分的含量?jī)?yōu)選如下磷酸3(T50份、聚磷酸銨1(T20份、氫氧化鎂2(T40份、有機(jī)高分子材料2 4份、分散劑0.05 0. 5 份。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的復(fù)合膨脹型阻燃劑，其特征在于所述有機(jī)高分子材料為丙烯酸酯聚合物、苯乙烯聚合物、低分子量聚溴化苯乙烯、脲醛樹脂之一或任意比例混配。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合膨脹型阻燃劑，其特征在于所述分散劑為硬脂酸鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合膨脹型阻燃劑，其特征在于所述硬脂酸鹽為硬脂酸鎂、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅、硬脂酸鈉中的一種或其混合。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種復(fù)合膨脹型阻燃劑，用于阻燃產(chǎn)品，可直接作為添加劑添加到需要阻燃的產(chǎn)品配料中即可，其特征在于包括磷酸、聚磷酸銨、氫氧化鎂、有機(jī)高分子材料和分散劑，其配方組成為(重量分?jǐn)?shù))磷酸10~50份、聚磷酸銨5~20份、氫氧化鎂20~40份、有機(jī)高分子材料0.5~5份、分散劑0~1份。本發(fā)明膨脹型復(fù)合阻燃劑阻燃性能優(yōu)異，添加量少即可滿足高阻燃性能。本發(fā)明阻燃劑使用簡(jiǎn)單，可直接作為添加劑添加到需要阻燃的產(chǎn)品配料中即可。
文檔編號(hào)C08L23/12GK102746856SQ20121019343
公開日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2012年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月12日
發(fā)明者尤曉英, 蔣東君, 趙國威, 趙炎 申請(qǐng)人:宜興市昌華過濾器材有限公司