專利名稱：鈣型高聚物阻燃填料的制備的制作方法
一種鈣型高聚物阻燃填料的制備方法。
在本發(fā)明以前，應(yīng)用于高分子聚合物的填料，多采用碳酸鈣、礬土、炭黑、陶土等礦物性原料，粉碎至要求細(xì)度進(jìn)行填加。對(duì)這些填料，有的進(jìn)行表面處理，有的則不進(jìn)行，而且大多沒(méi)有考慮對(duì)制品阻燃性的要求。國(guó)外一些先進(jìn)國(guó)家，近幾年來(lái)對(duì)高聚物制品有了阻燃標(biāo)準(zhǔn)，并在一些要求阻燃的高聚物中填加有機(jī)或無(wú)機(jī)阻燃劑，來(lái)增強(qiáng)制品的阻燃性能。日本公開(kāi)專利公報(bào)(昭54-110253)“聚乙烯樹(shù)脂無(wú)機(jī)填充料組成物”中，涉及到一些無(wú)機(jī)物具有阻燃性，但該組成物僅限于對(duì)特定的聚乙烯樹(shù)脂的填加，而且其所使用的無(wú)機(jī)填充物并無(wú)特別規(guī)定，是一種或二種以上的混合物。國(guó)內(nèi)對(duì)高聚物阻燃性能要求尚不廣泛，大多采用傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)物填加的做法。
本發(fā)明為了解決已有技術(shù)的不足，提出了新的技術(shù)方案。本發(fā)明是使用含鎂離子、氯離子的水溶液或制鹽后的母液，與堿性溶液反應(yīng)，使之生成氫氧化鎂，而后再加入固體粉末狀的硫酸鈣、碳酸鈣或元素周期表中第Ⅰ、第Ⅱ主族金屬硫酸鹽及第Ⅱ主族金屬碳酸鹽或硅酸鹽，充分?jǐn)嚢杈鶆?，?jīng)脫水、干燥、粉碎成為鈣型高聚物阻燃填料。
本發(fā)明的要點(diǎn)是鈣型高聚物阻燃填料的制備方法，它是按下述步驟進(jìn)行的(1)將制鹽后的母液，其中含鎂離子40-70克/升，加熱至60-70℃，(2)根據(jù)步驟(1)中鎂離子總量的90%，加入相應(yīng)的石灰乳，使之反應(yīng)生成氫氧化鎂，(3)根據(jù)步驟(2)生成氫氧化鎂的重量，加入該重量1-2倍的粉末碳酸鈣和1-1.5倍該重量的硫酸鈣，充分?jǐn)嚢瑁⒓訙刂?0-70℃，靜止沉降1.5-2小時(shí)，(4)將步驟(3)中的固液體系用壓濾機(jī)或抽濾機(jī)、離心機(jī)進(jìn)行固、液分離，分離后的含水固體物質(zhì)，在130-200℃下，將水分蒸發(fā)掉，(5)干燥后的固體物質(zhì)，進(jìn)入粉碎機(jī)粉碎至10微米以下的細(xì)度。
本發(fā)明的反應(yīng)溫度在10-60℃下，也可以進(jìn)行，但反應(yīng)速度較慢，使包裹在固體物質(zhì)中的氯離子減少，阻燃效果降低。本發(fā)明所用的石灰乳可以用氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨代替;所用的制鹽后母液，可以采用含鎂離子、氯離子的溶液代替;本發(fā)明中所使用的碳酸鈣，可以用元素周期表中第Ⅱ主族金屬碳酸鹽或硅酸鹽代替，其加入量相同，也可以用相同量的這些金屬碳酸鹽、硅酸鹽的混合物代替;本發(fā)明中所使用的硫酸鈣是采用鹽田產(chǎn)鹽過(guò)程中的副產(chǎn)品二水硫酸鈣，使用時(shí)，應(yīng)換算為無(wú)水硫酸鈣的量加入，它可以用元素周期表中第Ⅰ、第Ⅱ主族金屬硫酸鹽代替，其加入量相同，也可以用相同量的這些金屬硫酸鹽混合物代替。
本發(fā)明的全部原材料，都價(jià)廉易取，有天然原料，有鹽業(yè)副產(chǎn)品，屬于綜合利用，成本較低。在考慮高聚物的應(yīng)用時(shí)，既要使本發(fā)明的產(chǎn)品有良好的分散性、親合性，又要具有阻燃性;該產(chǎn)品在向高聚物填加之前，如能用偶聯(lián)劑和交聯(lián)劑進(jìn)行表面處理，將會(huì)收到更好的預(yù)想不到的效果，即高填充而不降低制品的物理機(jī)械性能。
本發(fā)明產(chǎn)品中主要成分是碳酸鹽、硫酸鹽、氫氧化鎂和鹵化物，這些組分填加到高聚物中后，分子結(jié)構(gòu)沒(méi)有發(fā)生變化，在遇到高溫或火焰時(shí)，它們都具有大量吸熱的特點(diǎn)，從而降低了燃區(qū)溫度;有的放出不燃?xì)怏w二氧化碳和水分，隔絕空氣中氧的供給;當(dāng)高聚物表層被破壞時(shí)，其表層被復(fù)蓋了一層難燃的無(wú)機(jī)物，在這個(gè)過(guò)程中，它們產(chǎn)生了協(xié)同效應(yīng)，這種效應(yīng)比各種物質(zhì)單一的阻燃效果總和還要大，起到了既是填料又是阻燃料的作用;在阻燃過(guò)程中，無(wú)有害物質(zhì)排放，對(duì)環(huán)境不造成污染。
本發(fā)明與已有技術(shù)對(duì)比的另一個(gè)特征是在制備高聚物阻燃填料的反應(yīng)中，生成氫氧化鎂，它以膠體形式與碳酸鹽、硫酸鹽形成復(fù)合型載體，對(duì)溶液中的鹵素離子具有良好的吸附作用，鹵素離子的阻燃作用這是公知的，但是它在與高聚物填加結(jié)合時(shí)，又發(fā)揮了將有機(jī)高分子與無(wú)機(jī)物的交聯(lián)作用，從而達(dá)到了這種填料比已有技術(shù)再高填10-15%后，制品物理機(jī)械性能相同的效果。例如已有技術(shù)在聚乙烯中填加活性碳酸鈣30%(重量)，而填加本發(fā)明產(chǎn)品40%(重量)于聚乙烯中，其制品性能相同或相似，從而降低了成本。
具體實(shí)施例方式1、將含鎂離子60克/升的制鹽母液10升，加熱至65℃，加入濃厚石灰乳8升，充分?jǐn)嚢?，再加?.9公斤碳酸鈣粉末和洗去泥土的鹽田二水硫酸鈣2.8公斤，攪拌均勻，沉降1.5小時(shí)，進(jìn)脫水機(jī)脫去水分，固體物中含水10%，在150℃下干燥，而后將其粉碎至10微米以下的細(xì)度，將該物質(zhì)以聚氯乙烯重量的60%填加于其中，制成的試塊在960℃噴燈火焰下，不起火苗，火焰離開(kāi)，立即熄滅(0秒)，而以相同量的輕質(zhì)碳酸鈣粉末填加到相同的聚氯乙烯中，其制品試塊在960℃的火焰下燃燒，離開(kāi)火焰后10秒熄滅，并冒濃煙。
2、將含鎂離子50克/升的制鹽母液2升，加熱至70℃，加入1.2升石灰乳，攪勻，再加入山東掖縣的菱鎂礦石粉(主要成分是碳酸鎂)483克和鹽田二水硫酸鈣459克，攪拌均勻，沉降1.6小時(shí)，用布氏漏斗過(guò)濾，固體含水8%，在160℃烘箱中干燥，干燥后的固體研為細(xì)末，將此物質(zhì)填加到橡塑混煉好的膠料中，填加量為膠料重的80%，制品性能仍能達(dá)到要求，在960℃的火焰下，燒40秒鐘，離開(kāi)火焰后，立即熄滅，并無(wú)余火。
權(quán)利要求
1.一種鈣型高聚物阻燃填料的制備，其特征在于按下述步驟進(jìn)行(1)將制鹽后的母液，其中含鎂離子40-70克/升，加熱至60-70℃，(2)根據(jù)步驟(1)中鎂離子總量的90%，加入相應(yīng)的石灰乳，使之反應(yīng)生成氫氧化鎂，(3)根據(jù)步驟(2)中生成氫氧化鎂的重量，加入該重量1-2倍的粉末碳酸鈣和1-1.5倍該重量的硫酸鈣，充分?jǐn)嚢瑁⒓訙刂?0-70℃，靜止沉降1.5至2小時(shí)，(4)將步驟(3)中的固液體系用壓濾機(jī)或抽濾機(jī)、離心機(jī)進(jìn)行固、液分離，分離后的含水固體物質(zhì)，在130-200℃下，將水分蒸發(fā)掉，(5)干燥后的固體物質(zhì)，進(jìn)入粉碎機(jī)，粉碎至10微米以下的細(xì)度。
2.按照權(quán)項(xiàng)1所說(shuō)的鈣型高聚物阻燃填料的制備，其特征在于反應(yīng)在10-60℃也可以進(jìn)行。
3.按照權(quán)項(xiàng)1或2所說(shuō)的鈣型高聚物阻燃填料的制備，其特征在于石灰乳可以用氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨代替。
4.按照權(quán)項(xiàng)1或2所說(shuō)的鈣型高聚物阻燃填料的制備，其特征在于制鹽后的母液，可以采用含鎂離子、氯離子的溶液代替。
5.按照權(quán)項(xiàng)1或2所說(shuō)的鈣型高聚物阻燃填料的制備，其特征在于碳酸鈣可以用元素周期表中第Ⅱ主族金屬碳酸鹽或硅酸鹽代替，其加入量相同。
6.按照權(quán)項(xiàng)1或2所說(shuō)的鈣型高聚物阻燃填料的制備，其特征在于硫酸鈣可以用元素周期表中第Ⅰ、第Ⅱ主族金屬硫酸鹽代替，其加入量相同。
全文摘要
一種鈣型高聚物阻燃填料的制備方法。該阻燃填料是采用鹽田副產(chǎn)品二水硫酸鈣和碳酸鈣為主要原料，其次是制鹽后母液，經(jīng)過(guò)一系列的物理、化學(xué)過(guò)程而制成。本發(fā)明的鈣型高聚物阻燃填料，適用于對(duì)高分子聚合物的填充，起阻燃作用。
文檔編號(hào)C09C1/00GK1038659SQ8810529
公開(kāi)日1990年1月10日 申請(qǐng)日期1988年6月25日 優(yōu)先權(quán)日1988年6月25日
發(fā)明者刁家文 申請(qǐng)人:刁家文