一種阻燃抑煙用有機改性水滑石及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種阻燃抑煙用水滑石的有機改性及制備方法，屬于阻燃劑技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 水滑石由于其本身所具備的特殊結(jié)構(gòu)，常被用作阻燃抑煙劑使用，其分子結(jié)構(gòu)中 的氨氧化物層中存在著一些水分子，運些水分子可在不破壞層狀結(jié)構(gòu)的條件下除去，層間 受熱脫出的水及徑基分解產(chǎn)生的水均能稀釋空氣中的氧氣和聚合物分解生成的可燃性氣 態(tài)產(chǎn)物，水滑石結(jié)構(gòu)中的C032受熱分解放出的二氧化碳同時利于阻隔氧氣而起到阻燃效 果。此外，水滑石層板上含有堿性位，對酸性氣體有吸附作用，可W有效地吸收產(chǎn)生的酸霧， 而且水滑石在高溫?zé)岱纸馑a(chǎn)生的儀侶復(fù)合金屬氧化物具有較大的比表面積和表面吸附 性，對燃燒時產(chǎn)生的煙霧具有較好的吸附性。因此水滑石的特殊結(jié)構(gòu)能夠在材料燃燒時表 現(xiàn)出優(yōu)異的阻燃抑煙性能。但是由于其屬于無機材料，在使用加工中存在與高分子材料相 容性較差、影響材料力學(xué)性能等缺陷，限制了其應(yīng)用。
[0003] 改性水滑石因其與高分子材料具有較好的相容性，可W最大程度的改善基體材料 的阻燃抑煙效果，因此水滑石的改性對于材料的實際應(yīng)用具有更大的實際意義。
[0004] 另外，在實際應(yīng)用中單一的水滑石雖然具有較好的阻燃抑煙效果，但是還不能完 全達到理想的效果，且存在相容性差影響力學(xué)性能等情況，因此水滑石的阻燃改性也成為 提升水滑石效果的重要途徑之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種阻燃抑煙用有機改性水滑石及 其制備方法。該方法主要的原理是水滑石的氨氧化物層板間存在大量的類似C032、N03樣 的陰離子物質(zhì)，層板間陰離子主要靠氨鍵、靜電力、范德華力與水滑石層板進行相互作用， 因此陰離子物質(zhì)可W按一定的規(guī)律相互替換。本發(fā)明用具有阻燃性能的雙螺環(huán)憐系化合物 對儀侶基水滑石進行改性，通過雙螺環(huán)憐系有機陰離子與儀侶基水滑石層間陰離子發(fā)生離 子交換，制備獲得所需的改性水滑石。制備出的水滑石在提高了其自身阻燃性的同時，也改 善了水滑石與基體材料的相容性，使其更加均勻的分散到其基體中，從而發(fā)揮出最理想的 阻燃效果。
[0006] 本發(fā)明的一個目的是提供一種阻燃抑煙用有機改性水滑石，所述水滑石是在儀侶 基水滑石膠體中加入有機改性劑，經(jīng)攬拌、超聲、攬拌條件下升溫并進行反應(yīng)、室溫冷卻后 再過濾、洗涂、烘干制成。
[0007] 所述的儀侶基水滑石為儀侶基碳酸根水滑石或儀侶基硝酸根水滑石。
[0008] 所述的有機改性劑為具有阻燃性能的憐系有機化合物，優(yōu)選雙螺環(huán)憐系化合物。
[0009] 所述的儀侶基水滑石與有機改性劑的摩爾比為1. 5:3~2. 5:3。
[0010] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種阻燃抑煙用有機改性水滑石的制備方法，包括W 下步驟： 1] 1)在儀侶基水滑石膠體中加入有機改性劑，室溫下磁力攬拌，然后超聲，得到混合 漿體；
[0012] 2)將上述混合漿體在不斷攬拌條件下升溫至一定溫度，并保持反應(yīng)，使有機改性 劑分子充分進入儀侶基水滑石的層間結(jié)構(gòu)與之反應(yīng)；
[0013] 3)上述反應(yīng)物在室溫冷卻放置后經(jīng)過濾、洗涂、烘干，制成阻燃抑煙用有機改性水 滑石。
[0014] 步驟1)所述的磁力攬拌時間為10-20min，超聲1-化；
[0015] 步驟2)所述的升溫參數(shù)為溫度升至70-90°C，反應(yīng)時間為9. 5-10. 5h;
[0016] 步驟3)所述的室溫冷卻放置的時間為8-16h。
[0017] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明采用的雙螺環(huán)憐系化合物為有機改性劑，對水滑石進 行改性后，不僅提高了水滑石自身的阻燃抑煙效果，同時置換進入的雙螺環(huán)憐系有機陰離 子，可W改變水滑石層板間的極性，有效地改善了水滑石和高分子材料的相容性。
【具體實施方式】
[0018] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的 內(nèi)容不僅僅局限于下面的實施例，實施例不應(yīng)視作對本發(fā)明保護范圍的限定。
[0019] 實施例1
[0020] 將儀侶基硝酸根水滑石膠體與氯化螺環(huán)憐酸醋按摩爾比2 :3混合，室溫磁力攬拌 20min，然后超聲比，得到混合漿體?；旌蠞{體在80°C下攬拌反應(yīng)1化時間，在室溫下放置 12h，過濾、水洗后烘干得到產(chǎn)品。產(chǎn)品用于塑料中進行煙密度、阻燃測試，其結(jié)果如下表：
[0021] 陽0巧實施例2
[0023] 將儀侶基硝酸根水滑石膠體與3, 9-二徑基-2, 4, 8, 10-四氧雜-3, 9-二憐雜螺環(huán)
[5,引3, 9-二氧^ 燒按摩爾比2. 5 :3混合，室溫磁力攬拌20min，然后超聲比，得到混合 漿體?；旌蠞{體在85°C下攬拌反應(yīng)1化時間，在室溫下放置化，過濾、水洗后烘干得到產(chǎn)品。 產(chǎn)品用于塑料中進行煙密度、阻燃測試，其結(jié)果如下表：
[0024] 陽0巧]實施例3
[00%] 將儀侶基碳酸根水滑石膠體與3, 9-二甲氧基-2, 4, 8, 10-四氧雜-3, 9-二憐雜螺 環(huán)[5, 5] 3, 9-二氧十一燒按摩爾比1. 5:3混合，室溫磁力攬拌lOmin，然后超聲化，得到混 合漿體?；旌蠞{體在90°C下攬拌反應(yīng)1化時間，在室溫下放置lOh，過濾、水洗后烘干得到 產(chǎn)品。產(chǎn)品用于塑料中進行煙密度、阻燃測試，其結(jié)果如下表：
[0027] 陽02引實施例4 W29] 將儀侶基碳酸根水滑石膠體與3,9-雙（2-徑基乙氧基）-2, 4, 8, 10-四氧 雜-3, 9-二憐雜螺環(huán)[5, 5] 3, 9-二氧十一燒按摩爾比2:3混合，室溫磁力攬拌lOmin，然后 超聲化，得到混合漿體?；旌蠞{體在70°C下攬拌反應(yīng)10.化時間，在室溫下放置16h，過濾、 水洗后烘干得到產(chǎn)品。產(chǎn)品用于塑料中進行煙密度、阻燃測試，其結(jié)果如下表：
[0030]
陽031] 由W上四個實施例可W看出，改性后的水滑石與未改性的相比，阻燃抑煙性能均 有所提高，具有更好的應(yīng)用效果。
【主權(quán)項】
1. 一種阻燃抑煙用有機改性水滑石，其特征在于，在鎂鋁基水滑石膠體中加入有機改 性劑，經(jīng)攪拌、超聲、攪拌條件下升溫并進行反應(yīng)、室溫冷卻后再過濾、洗滌、烘干制成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃抑煙用有機改性水滑石，其特征在于，所述的鎂鋁基水 滑石為鎂鋁基碳酸根水滑石或鎂鋁基硝酸根水滑石。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃抑煙用有機改性水滑石，其特征在于，所述的有機改性 劑為具有阻燃性能的磷系有機化合物。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的阻燃抑煙用有機改性水滑石，其特征在于，所述的磷系有機 化合物為雙螺環(huán)磷系化合物。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃抑煙用有機改性水滑石，其特征在于，所述的鎂鋁基水 滑石與有機改性劑的摩爾比為1. 5:3~2. 5:3。6. -種阻燃抑煙用有機改性水滑石的制備方法，其特征在于，制備步驟如下： 1) 在鎂鋁基水滑石膠體中加入有機改性劑，室溫下磁力攪拌，然后超聲，得到混合漿 體； 2) 將上述混合漿體在不斷攪拌條件下升溫，并進行反應(yīng)，使有機改性劑分子充分進入 鎂鋁基水滑石的層間結(jié)構(gòu)與之反應(yīng)； 3) 上述反應(yīng)物在室溫冷卻放置后經(jīng)過濾、洗滌、烘干，制成阻燃抑煙 用有機改性水滑石。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的阻燃抑煙用有機改性水滑石的制備方法，其特征在于，步驟 1) 所述的磁力攪拌時間為10_20min，超聲l-2h。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的阻燃抑煙用有機改性水滑石的制備方法，其特征在于，步驟 2) 所述的升溫參數(shù)為溫度升至70-90°C，反應(yīng)時間為9. 5-10. 5h。9. 根據(jù)權(quán)利要求6-8任一項所述的阻燃抑煙用有機改性水滑石的制備方法，其特征在 于，步驟3)所述的室溫冷卻放置的時間為8-16h。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種阻燃抑煙用有機改性水滑石及其制備方法，所述的有機改性水滑石是在鎂鋁基的水滑石膠體中加入有機改性劑，室溫磁力攪拌10-20min，然后超聲1-2h，得到混合漿體，然后將該混合漿體在不斷攪拌的條件下升溫至一定溫度并進行反應(yīng)，讓有機改性劑分子能夠充分進入鎂鋁基水滑石的層間結(jié)構(gòu)與之反應(yīng)，最后室溫冷卻放置后進行過濾、洗滌、烘干得到產(chǎn)品。本發(fā)明所制備的有機改性水滑石，不僅提高了水滑石自身的阻燃抑煙效果，同時置換進入的雙螺環(huán)磷系有機陰離子，可以改變水滑石層板間的極性，有效地改善了水滑石和高分子材料的相容性。
【IPC分類】C08K9/04, C08K3/26, C09C1/40, C09C3/08, C08K3/28
【公開號】CN105218861
【申請?zhí)枴緾N201510788604
【發(fā)明人】段金鳳, 畢燕, 張征標(biāo), 陳家松, 張雅民
【申請人】濟南泰星精細(xì)化工有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年11月16日