專利名稱：：海泡石基阻燃聚合物及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明為一種阻燃聚合物，特別是天然無機礦物海泡石基阻燃聚合物及其制備方法。
背景技術：
：目前聚合物材料在交通工具、化工設備、家用電器等方面都得到了廣泛的應用，然而這些聚合物制品絕大多數(shù)易燃(LOI為1720%),每年因聚合物著火所造成的火災給人民生命財產(chǎn)帶來了巨大損失，歐洲每年大約有5000人，美國每年有4000多人死于火災，總損失達國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的1%。火災在我國也是層出不窮，從2001年至2005年，我國共發(fā)生火災120萬起，造成12268人死亡、15757人受傷，直接財產(chǎn)損失75.6億元。如今，全球各國都對聚合物材料的防火給予極大的重視，并且認識到，開發(fā)阻燃材料是防止和減少火災的戰(zhàn)略性措施之一。鹵素阻燃劑因其用量少、阻燃效率高且適應性廣，已發(fā)展成為阻燃劑市場是主流產(chǎn)品，但鹵素阻燃劑在燃燒過程中生成大量的煙和有毒且具腐蝕性的氣體，可導致單純由火所不能引起的電路系統(tǒng)開關和其它金屬物件的腐蝕及對環(huán)境的污染。歐盟"電子電器設備中禁用有害物資指令"(RestrictionofHazardousSubstancesDirective,RoHS)指令明確指出，2006年7月1日以后投放歐盟市場的電氣類產(chǎn)品不得含有多溴聯(lián)苯等有害的鹵系阻燃劑。因此，開發(fā)無機阻燃劑取代鹵素阻燃劑已成為世界阻燃領域的趨勢。無機阻燃劑(AI(OH)3、Mg(啦2等)雖來源豐富，無鹵無毒，但其阻燃效果較差，添加量大，對制品的性能有一定惡化，因而開發(fā)高效、低廉、無鹵、無毒的無機阻燃劑便成為當前阻燃科研的熱點之一。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種采用海泡石與多種無機阻燃劑復配，制備出阻燃效果好、價格低廉，環(huán)境友好型的阻燃復合材料。本發(fā)明的解決放案是一種海泡石基阻燃聚合物，其特征在于各組份按以下重量百分比配比樹脂基體50~70%，海泡石1525%，聚磷酸銨612%，季戊四醇3~8%，三聚氫胺3~8%。本發(fā)明的機理是聚磷酸銨(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(Mel)三者所形成的阻燃體系在受熱時，首先酸源APP吸熱分解成聚磷酸，強脫水劑聚磷酸能使炭源PER脫水脂化形成炭化物，粘稠狀的炭化物在體系中氣源Mel分解的小分子揮發(fā)物(如NH"H20)的作用下膨脹，形成微孔結構的阻擋炭層，此復合阻燃劑成炭性能好，但起所形成的炭層由于氣源的作用常會出現(xiàn)較多的開口氣孔，這會加速氧氣及可燃氣體的擴散，減弱阻燃效果。采用海泡石有望解決此問題，海泡石多為纖維狀，因為在阻燃復合材料燃燒過程中，加入的熱穩(wěn)定性能良好的海泡石纖維可以與熔融的多孔炭層穿插交織在一起構成密封性能好且具有一定強度的阻擋層，該阻擋層可以阻隔外層氧氣及內(nèi)部可燃性氣體的相互擴散，達到凝聚相阻燃效果；另外，無機礦物海泡石中含有大量的沸石水和結構水，這樣燃燒所釋放的水分可以起到氣相阻燃作用，而且海泡石熱容量高，導熱系數(shù)小，故所形成的阻擋層隔熱性能良好，這可以減弱燃燒對內(nèi)層的熱輻射效應，降低材料內(nèi)部的溫度以達到良好的阻燃效果，此外，該系統(tǒng)良好的燃燒成炭及密封性能對減少燃燒過程煙的排放也是非常有利的。本發(fā)明的解決方案中其樹脂基體可為熱固性樹脂，也可以是熱塑性樹脂。本發(fā)明的解決方案中為更好的發(fā)揮海泡石的作用，可采用表面改性海泡石，其表面改性的方法是在乙醇水溶液中加入海泡石重量1.5~2%的改性劑，在50-70'C下水解反應10min后加入海泡石,攪拌1-2小時，真空干燥。所述的改性劑為硬酯酸或硅烷偶聯(lián)劑KH550或硅烷偶聯(lián)劑KH570。海泡石表面改性的目的是改善其與樹脂基體的相容性，改善阻燃性能。通過實驗證明，在同等條件下海泡石表面改性后，阻燃聚合物的彎曲強度(MPa)從44.7提高到72.8，沖擊強度(KJ/m"從3.32提高到5.24，氧指數(shù)(%)從33.2提高到34.0。上述海泡石基阻燃聚合物的制備方法是采用熱固性樹脂，制備方法是:a、將熱固性樹脂與各組份混合；b、在混合料中加入樹脂1~2%的固化劑，加入樹脂重量58%的防收縮劑，加入混合料重量1~3%的增稠劑，加入混合料重量0.52%的內(nèi)脫模劑，305(TC捏合均勻；c、在4050。C中密封熟化24小時，在10~20Mpa壓力,13015(TC溫度，12min/ram保壓時間下熱壓固化成型。上述制備方法中固化劑可采用氧化苯甲酸叔丁脂(TBPB)，防收縮劑可采用聚苯乙烯，增稠劑可采用氧化鎂，內(nèi)脫模劑可采用硬脂酸鋅。采用熱塑性樹脂制備方法是a、將熱塑性樹脂與各組份混合；b、經(jīng)擠出共混，熱壓或注塑成型。本發(fā)明優(yōu)點本發(fā)明采用天然無機礦物海泡石作重要原料，配以其它阻燃體系，在燃燒過程中形成的阻燃層隔熱性能好，可以減弱燃燒對內(nèi)層的熱輻射效應，降低材料內(nèi)部的溫度以達到良好的阻燃效果，此外，本發(fā)明良好的燃燒成炭及密封性能對減少燃燒過程煙的排放也是非常有利的。本發(fā)明阻燃效果好，滿足環(huán)保要求，生產(chǎn)成本低，無副產(chǎn)物生成，生產(chǎn)工藝簡單。具體實施例方式實施例1海泡石基阻燃聚脂樹脂的制備方法-a、先將海泡石進行表面改性，在乙醇水溶液中加入海泡石重量2%的硬酯酸，在60'C下水解反應10min后加入410um的纖維狀海泡石，保持60'C攪拌2小時，真空干燥得到表面改性海泡石。b、按聚脂樹脂60。％，海泡石20%,聚磷酸銨10%，季戊四醇5%，三聚氰胺5%重量百分比混合均勻；c、在混合料中加入樹脂重量1.5%的過氧化苯甲酸叔丁脂，加入樹脂重量6%的聚苯乙烯，加入混合料重量2%的氧化鎂，加入混合料重量1%的硬脂酸鋅，305(TC捏合均勻，然后在405(TC中密封熟化24小時，在1020Mpa壓力，130150。C溫度，l~2min/mm保壓時間下熱壓固化成型。本實施例經(jīng)燃燒性能測試結果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實施例2海泡石基阻燃聚脂樹脂的制備方法a、先將海泡石進行表面改性，在乙醇水溶液中加入海泡石重量2%的硬酯酸，在6(TC下水解反應10min后加入410um的纖維狀海泡石，保持60'C攪拌2小時，真空干燥得到表面改性海泡石。b、按聚丙烯55%，海泡石23%，聚磷酸銨11%，季戊四醇6%，三聚氰胺6%重量百分比混合均勻；c、經(jīng)擠出共混，熱壓成型。8權利要求1.一種海泡石基阻燃聚合物，其特征在于各組份按以下重量百分比配比樹脂基體50～70％，海泡石15～25％，聚磷酸銨6～12％，季戊四醇3～8％，三聚氰胺3～8％。2、根據(jù)權利要求1所述的海泡石基阻燃聚合物，其特征在于樹脂基體為熱固性樹脂或熱塑性樹脂。3、根據(jù)權利要求1所述的海泡石基阻燃聚合物，其特征在于海泡石采用表面改性海泡石，其表面改性的方法是在乙醇水溶液中加入海泡石重量1.5-2%的改性劑，在50-70'C下水解反應10min后加入海泡石，攪拌1-2小時，真空干燥。4、根據(jù)權利要求3所述的海泡石基阻燃聚合物，其特征在于所述的改性劑為硬酯酸或硅烷偶聯(lián)劑KH550或硅烷偶聯(lián)劑KH570。5、一種如權利要求2所述的海泡石基阻燃聚合物，其特征在于包括以下步驟進行制備a、將熱固性樹脂與各組份混合；b、在混合料中加入樹脂重量12%的固化劑，加入樹脂重量58%的防收縮劑，加入混合料重量1~3。％的增稠劑，加入混合料重量0.5~2%的內(nèi)脫模劑，305(TC捏合均勻；c、在405(TC中密封熟化24小時，在1020MPa壓力，13(Tl5(TC溫度，12min/mm保壓時間下熱壓固化成型。6、一種如權利要求2所述的海泡石基阻燃聚合物，其特征在于包括以下步驟進行制備a、將熱塑性樹脂與各組份混合均勻；b、經(jīng)擠出共混，熱壓或注塑成型。7、根據(jù)權利要求5所述的海泡石基阻燃聚合物，其特征在于固化劑采用氧化苯甲酸叔丁脂(TBPB)。8、根據(jù)權利要求5所述的海泡石基阻燃聚合物，其特征在于防收縮劑采甩聚苯乙烯。9、根據(jù)權利要求5所述的海泡石基阻燃聚合物，其特征在于增稠劑采用氧化鎂。10、根據(jù)權利要求5所述的海泡石基阻燃聚合物，其特征在于內(nèi)脫模劑采用硬脂酸鋅。全文摘要本發(fā)明為一種阻燃聚合物，特別是天然無機礦物海泡石基阻燃聚合物及其制備方法。其阻燃聚合物各組份配比為樹脂基體50～70％，海泡石15～25％，聚磷酸銨6～12％，季戊四醇3～8％，三聚氫胺3～8％。其制備方法是將熱固性樹脂與各組份混合，加入固化劑，防收縮劑，增稠劑，內(nèi)脫模劑，在適當?shù)臏囟取毫ο鹿袒尚?；或是將熱塑性樹脂與各組份混合，經(jīng)擠出共混，熱壓或注塑成型。本發(fā)明阻燃效果好，燃燒中煙排量小，滿足環(huán)保要求，且生產(chǎn)成本低，無副產(chǎn)物生成，生產(chǎn)工藝簡單。文檔編號B29C43/58GK101368000SQ200810046158公開日2009年2月18日申請日期2008年9月25日優(yōu)先權日2008年9月25日發(fā)明者盧忠遠,宋麗賢,汪關才申請人:盧忠遠