一種低煙環(huán)保型銻系復(fù)配阻燃劑及其制備方法
【專利說(shuō)明】一種低煙環(huán)保型銻系復(fù)配阻燃劑及其制備方法 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低煙環(huán)保型銻系復(fù)配阻燃劑及其制備 方法。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 在火災(zāi)中，煙是最先產(chǎn)生和最易致死的因素。據(jù)專家統(tǒng)計(jì)，世界上因火災(zāi)事故而死 亡的人中，80%以上是因?yàn)楦叻肿硬牧先紵懦龅臒熿F和毒性氣體使人室息而死，并非明 火燒身而亡。高分子材料在燃燒時(shí)產(chǎn)生較多的煙霧和有毒氣體，這種煙霧氣體是火災(zāi)中最 危險(xiǎn)的因素，因?yàn)樗鼈兊臄U(kuò)散速度遠(yuǎn)大于火焰的擴(kuò)散速度，在火災(zāi)中妨礙了人們的撤離和 撲滅工作，從而使生命財(cái)產(chǎn)遭到嚴(yán)重?fù)p失。因此在阻燃研究領(lǐng)域，阻燃與抑煙問題是兩個(gè) 永恒的話題。
[0003] 銻的氧化物作為重要的阻燃協(xié)效劑，與溴、氯等鹵系阻燃劑具有較強(qiáng)的阻燃協(xié)同 作用，行業(yè)內(nèi)常使用銻系阻燃劑與十溴二乙烷、氯化石蠟、磷酸酯等進(jìn)行復(fù)配使用，可有效 提高復(fù)配阻燃劑的阻燃性能，深受塑料、涂料等聚合物材料行業(yè)的青睞。目前世界上產(chǎn)量最 大，應(yīng)用最為廣泛的銻系阻燃劑仍然是鹵銻系阻燃劑，其中溴銻系阻燃劑占有相當(dāng)大的比 例。行業(yè)內(nèi)也出現(xiàn)了相關(guān)方面的專利技術(shù)，如中國(guó)專利文獻(xiàn)申請(qǐng)?zhí)枮?00910182753. 8公 開的阻燃合成紙中記載的阻燃劑選用三氧化二銻、四溴雙酚A、硼酸鋅、六溴苯、六溴環(huán)十二 烷、磷酸三（2, 3-二氯丙基）酯、雙（2, 3-二溴丙基）反丁烯二酸酯中的一種或多種的混合 物；又如中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮?01010140530. 8公開的一種溴/銻阻燃增強(qiáng)聚酰胺復(fù)合材料及 其制備方法中組分包括聚酰胺21. 5-71%、增強(qiáng)劑10-45%、溴系阻燃劑15-22%、協(xié)效阻燃 劑A 2-4%、協(xié)效阻燃劑B 2-4%、抗氧劑0.1-0. 4%、相容劑2-4%。然而，研究表明鹵銻系 阻燃劑應(yīng)用到復(fù)合材料中，燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生多溴代苯并惡英和多溴代二苯并呋喃等有毒有害 氣體，且發(fā)煙量大、可產(chǎn)生陰燃等缺點(diǎn)明顯，對(duì)環(huán)境和人體健康造成較大的傷害。所以除了 阻燃劑的非鹵化外，對(duì)含鹵高分子聚合物材料則需采用添加消煙劑解決發(fā)煙問題。但目前 廣泛使用的氫氧化鎂、氫氧化鋁和鉬酸鹽等抑煙添加型阻燃劑對(duì)高聚物的機(jī)械、物理、力學(xué) 和加工等性能存在一定的負(fù)面影響，因此對(duì)傳統(tǒng)氧化銻阻燃產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，使其兼具 阻燃、抑煙功能，抑制煙和有毒氣體的產(chǎn)生，同時(shí)不影響聚合物機(jī)械性能，又符合環(huán)境保護(hù) 要求已成為銻系阻燃劑目前的研究熱點(diǎn)。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有鹵銻系阻燃劑技術(shù)的不足，即添加到高分子材料中， 燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生多溴代苯并惡英和多溴代二苯并呋喃等有害氣體，且發(fā)煙量大、產(chǎn)生陰燃的 缺點(diǎn)，提供一種低煙環(huán)保型銻系復(fù)配阻燃劑。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：
[0006] -種低煙環(huán)保型銻系復(fù)配阻燃劑，以重量份為單位，所述的阻燃劑包括以下原 料：
[0007] (1)三氧化二銻3〇_5〇份
[0008] (2)銻酸鈉 15-40 份
[0009] (3)羥基錫酸鋅10-20份
[0010] ⑷偶聯(lián)劑3-8份
[0011] 優(yōu)選地，所述的低煙環(huán)保型銻系復(fù)配阻燃劑，三氧化二銻和銻酸鈉重量比為 3:1-2 ;三氧化二銻和羥基錫酸鋅重量比為3-5:1。
[0012] 優(yōu)選地，所述的低煙環(huán)保型銻系復(fù)配阻燃劑，所述的偶聯(lián)劑為鈦酸酯、鋁酸酯、硅 烷中的一種或多種。
[0013] 本發(fā)明還提供一種低煙環(huán)保型銻系復(fù)配阻燃劑的制備方法，包括以下步驟：
[0014] (1)三氧化二銻表面改性：采用鈦酸酯、鋁酸酯、硅烷中的一種或多種對(duì)三氧化二 銻表面進(jìn)行改性，改性溫度100_140°C，攪拌速率2000-4000rpm，攪拌時(shí)間3. 5-4. 5h ;
[0015] (2)原料混合：將改性三氧化二銻、銻酸鈉、羥基錫酸鋅放置于變頻攪拌機(jī)中進(jìn)行 低速和高速兩級(jí)均勾混合，低速混合的攪拌速度為600_1200rpm，混合時(shí)間5-10min，不控 溫；高速混合的攪拌速度為2000-5000rpm，溫度控制在70-100°C，混合時(shí)間20-40min ;
[0016] (3)將混合均勻的物料輸送至離心式振動(dòng)篩分機(jī)進(jìn)行篩分，將振動(dòng)篩分和離心篩 分相結(jié)合；
[0017] (4)將篩分合格的產(chǎn)品進(jìn)行防水性包裝。
[0018] 制備方法中所述的離心式振動(dòng)篩分機(jī)為自制的圓形轉(zhuǎn)動(dòng)盤離心式振動(dòng)篩分機(jī)。它 主要由能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的圓形布料盤和能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的固定在環(huán)形篩框上的環(huán)形篩網(wǎng)所組成。環(huán) 形篩框下安裝有振動(dòng)電機(jī)和減振彈簧。通過圓形布料盤和環(huán)形篩網(wǎng)的各自轉(zhuǎn)動(dòng)，使需要篩 分分級(jí)的物料向圓形布料盤和環(huán)形篩網(wǎng)各自的周邊均勻地移動(dòng)。通過此方法攤薄物料層厚 度，縮短了小于篩孔尺寸的細(xì)顆粒通過粗顆粒所組成的物料層而到達(dá)篩面的距離和時(shí)間， 提尚篩分效率。
[0019] 三氧化二銻是應(yīng)用最早的阻燃劑，也最常用、最高效的阻燃協(xié)效劑，單獨(dú)使用時(shí)用 量大，阻燃效果差，但復(fù)配后阻燃效果明顯提高。
[0020] 銻酸鈉是一種四方晶系的白色結(jié)晶粉末，含六羥基和三個(gè)結(jié)晶水，在900°C以上恒 溫2h可失去全部結(jié)晶水，而變成銻酸鈉（NaSb03)。具有較高的分解溫度，阻燃性強(qiáng)。銻酸 鈉常用作鹵系阻燃劑的協(xié)效劑，特別是在那些不適合以氧化銻為協(xié)效劑的阻燃材料中，如 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，三氧化二銻可能引起解聚。
[0021] 羥基錫酸鋅主要用作塑料工業(yè)中的阻燃劑及煙霧抑制劑，是替代三氧化二銻的環(huán) 保型產(chǎn)品。具有無(wú)毒、安全易使用等優(yōu)點(diǎn)。分子中含鋅、錫等阻燃金屬元素，具有良好的阻 燃抑煙效果，其中鋅與銻具有較好的協(xié)同阻燃效應(yīng)。
[0022] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：
[0023] (1)采用了具有阻燃抑煙功能的銻酸鈉、羥基錫酸鋅與三氧化二銻進(jìn)行復(fù)配，綜合 各組分的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，提高復(fù)配產(chǎn)品的阻燃、抑煙性能。
[0024] (2)復(fù)配原料選取方面，選用銻酸鈉、羥基錫酸鋅與三氧化二銻等無(wú)鹵、無(wú)毒或低 毒的環(huán)保友好型阻燃材料，不含溴、氯等鹵素以及鉛、汞等重金屬元素，避免或減少燃燒時(shí) 產(chǎn)生有毒有害氣體和廢棄物。
[0025] (3)采用偶聯(lián)劑對(duì)主成分三氧化二銻無(wú)機(jī)粉體進(jìn)行有機(jī)化包覆改性后再與銻酸 鈉、羥基錫酸鋅進(jìn)行復(fù)配混合，一方面可通過有機(jī)化改性提高復(fù)配阻燃劑與樹脂的相容性， 另一方面可通過有機(jī)化包覆，降低氧化銻表面電荷和表面張力，減少團(tuán)聚現(xiàn)象的產(chǎn)生，提高 分散性。 【【具體實(shí)施方式】】
[0026] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0027] 實(shí)施例1 :
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