一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一类通过化学?物理方法把热稳定剂、有机阻燃剂、无机阻燃剂复合起来的新型复合阻燃剂，通过采用无机阻燃剂为主要阻燃成分，应用合理的工艺路线将硼系阻燃剂、有机溴阻燃剂、改性硅灰石、改性绢云母、三聚氰胺盐、热稳定剂等复配到同一体系中，解决了无机阻燃剂阻燃效果差、用量大；有机阻燃剂阻燃过程中的有毒卤化氢、卤代烃有毒气体的消烟、灭烟；以及无机阻燃剂与高分子材料的相容性等技术难题。实现了通过简易的方法将热稳定剂融合在阻燃剂中通过合理的配方调配，降低了高分子材料制品配方设计的难度，提高了高分子材料的阻燃性能和工艺强度。
【专利说明】
一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一类通过化学-物理方法把热稳定剂、有机阻燃剂、无机阻燃剂复合起来的新型复合阻燃剂，具体的说，涉及一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂及其制备方法，具有良好的抑烟及阻燃性能，与有机材料相容性好，对有机材料具有良好的补强作用。
【背景技术】
[0002]高分子材料在民用、农业、工业、国防等领域的应用已经十分普及。然而，这类材料大多数具有可燃、易燃等特性，引起的火灾已成为一个严重的社会问题。因此，高分子材料的阻燃愈来愈受到人们的重视，同时也促使阻燃技术快速发展。
[0003]—般地，通过向高分子材料中添加阻燃剂可以使高分子材料获得难燃特性。在已工业化生产的阻燃剂中，含氯或含溴的有机物阻燃剂占有很大的应用比例。一般认为，它们可以在高分子材料燃烧过程中产生Cl和Br游离基，而后者可以与燃烧过程中因高聚物裂解产生的H结合形成稳定的卤化氢，使燃烧的连锁反应阻断。但在实际应用中，含卤阻燃剂尽管阻燃效果较好，但由于在使用和阻燃过程中形成的卤化氢和卤代物等二次污染问题，已逐步被无机阻燃剂和复合阻燃剂所取代。
[0004]在这种情况下，无机金属氧化物和氢氧化物阻燃剂的应用已得到了越来越广泛的应用，由于其具有消烟、无毒等特点，非常适合于高分子材料的添加剂。然而，由于已经使用的氢氧化铝、氢氧化镁等无机氢氧化物阻燃能力较差，添加量极大;其次，无机金属氧化物或氢氧化物阻燃剂与高分子材料的相容性也存在极大的问题，使用量的增大使得高分子材料的强度、耐候性等物理性能降低。因此，必须采用新型的复配技术以改进无机金属氧化物或氢氧化物阻燃剂的阻燃性能和相容性，以使其能够更加广泛的应用到高分子材料中。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于克服现有生产技术存在的不足，提供一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂，以解决现有含卤阻燃剂的消烟、灭烟的技术难题和无机阻燃剂阻燃效果差、材料相容性差等技术难题。
[0006]本发明的另一个目的是提供上述具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂的制备方法。
[0007]本发明的具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂，由如下组分和重量份数组成: 磷酸酯类阻燃剂100份
硼酸盐类阻燃剂0.2-20份
有机溴阻燃剂0.1—10份
改性硅灰石0.1—5份
改性絹云母0.1—10份
三聚氰胺盐0.1—5份热稳定剂0.1-12份
上述具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂的优选重量份数为:
磷酸酯类阻燃剂100份
硼酸盐类阻燃剂2-8份
有机溴阻燃剂1—5份
改性硅灰石0.3—2份
改性絹云母0.5—6份
三聚氰胺盐0.2—3份
热稳定剂I—3份
所述的一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂，其中磷酸酯类阻燃剂选自磷酸酯、亚磷酸酯、有机磷盐阻燃剂中的一种或几种的混合物；
所述的一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂，其中硼酸盐类阻燃剂选自硼酸锌、硼酸镁、硼酸钙中一种或几种的混合物；
所述的一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂，其中有机溴阻燃剂选自四溴苯二甲酸、十溴二苯醚、八溴醚、六溴环十二烷、四溴双酸A、十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂中一种或几种的混合物；
所述的一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂，其中改性硅灰石选自阳离子和/或阴离子改性的高长径比硅灰石和/或纳米硅灰石中一种或几种的混合物；
所述的一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂，其中改性絹云母选自钛酸酯、硅氧烷改性的絹云母中一种或两种的混合物；
所述的一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂，其中三聚氰胺盐选自三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺硫酸盐中一种或几种的混合物；
所述的一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂，其中热稳定剂选自有机锡类热稳定剂、稀土热稳定剂中一种或两种的混合物；
一种含有热稳定剂的有机/无机复合阻燃剂的制备方法，包括以下步骤:
步骤(I)将100重量份的磷酸盐类阻燃剂、2—8重量份的硼酸盐类阻燃剂、0.3—2重量份的改性硅灰石、0.5—6份的改性絹云母于25—85°C在100重量份的水中搅拌I 一3小时，得到混合液体A;
步骤(2)将I 一5重量份的有机溴阻燃剂和0.2—3重量份的三聚氰胺盐溶于20重量份的乙醇溶液中搅拌混合均匀后滴加到步骤(I)所得的混合液体A中，制得混合液体B;
步骤(3)将1-3重量份的热稳定剂投入到步骤(2)制得的混合液体B中，并搅拌均匀，然后脱除溶剂、烘干、包装后即可得到具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂。
[0008] 有益效果:
本发明涉及的一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂与现有技术相比，通过采用无机阻燃剂为主要阻燃成分，应用合理的工艺路线将硼系阻燃剂、有机溴阻燃剂、改性硅灰石、改性絹云母、三聚氰胺盐、热稳定剂等复配到同一体系中，解决了无机阻燃剂阻燃效果差、用量大;有机阻燃剂阻燃过程中的有毒卤化氢、卤代烃有毒气体的消烟、灭烟；以及无机阻燃剂与高分子材料的相容性等技术难题。实现了通过简易的方法将热稳定剂融合在阻燃剂中通过合理的配方调配，降低了高分子材料制品配方设计的难度，提高了高分子材料的阻燃性能和工艺强度。同时，本发明提供了一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂的制备方法，具有生产工艺简单、产品质量稳定、生产成本低廉等特点，具有极高的推广应用价值。
【具体实施方式】
[0009]下面结合实施例对本发明作详细的说明。
[0010]实施例1
磷酸酯类阻燃剂100份
硼酸盐类阻燃剂2-8份
有机溴阻燃剂1—5份
改性硅灰石0.3—2份
改性絹云母0.5—6份
三聚氰胺盐0.2—3份
热稳定剂I—3份
具体制备方法如下:
步骤(I)将100重量份的磷酸盐阻燃剂、2—8重量份的硼酸锌阻燃剂、0.3—2重量份的阳离子改性的纳米硅灰石、0.5—6份的钛酸酯改性絹云母于25—85°C在100重量份的水中搅拌I 一3小时，得到混合液体A ；
步骤(2)将I 一5重量份的四溴苯二甲酸阻燃剂和0.2—3重量份的三聚氰胺氰尿酸盐溶于20重量份的乙醇溶液中搅拌混合均匀后滴加到步骤(I)所得的混合液体A中，制得混合液体B;
步骤(3)将1-3重量份的有机锡类热稳定剂投入到步骤(2)制得的混合液体B中，并搅拌均匀，然后脱除溶剂、烘干、包装后即可得到具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂。
[0011]实施例2
磷酸酯类阻燃剂100份
硼酸盐类阻燃剂0.2份
有机溴阻燃剂10份
改性硅灰石5份
改性絹云母0.1份
三聚氰胺盐0.1份
热稳定剂12份
具体制备方法如下:
步骤(I)将100重量份的亚磷酸酯阻燃剂、0.2重量份的硼酸镁阻燃剂、5重量份的阴离子改性的纳米硅灰石、0.1份的硅氧烷改性的絹云母于25—85°C在100重量份的水中搅拌I 一3小时，得到混合液体A;
步骤(2)将10重量份的十溴二苯醚、八溴醚混合物阻燃剂和0.1重量份的三聚氰胺磷酸盐溶于20重量份的乙醇溶液中搅拌混合均匀后滴加到步骤(I)所得的混合液体A中，制得混合液体B;
步骤(3)将12重量份的稀土热稳定剂投入到步骤(2)制得的混合液体B中，并搅拌均匀，然后脱除溶剂、烘干、包装后即可得到具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂。
[0012]实施例3
磷酸酯类阻燃剂100份
硼酸盐类阻燃剂20份
有机溴阻燃剂0.1份
改性硅灰石0.1份
改性絹云母10份
三聚氰胺盐5份
热稳定剂0.1份
具体制备方法如下:
步骤(I)将100重量份的有机磷盐阻燃剂、20重量份的硼酸镁、硼酸钙混合物阻燃剂、0.1重量份的阳离子改性的硅灰石、10份的钛酸酯、硅氧烷改性的絹云母混合物于25—85°C在100重量份的水中搅拌I 一3小时，得到混合液体A ；
步骤(2)将0.1重量份的六溴环十二烷阻燃剂和5重量份的三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺硫酸盐混合物溶于20重量份的乙醇溶液中搅拌混合均匀后滴加到步骤(I)所得的混合液体A中，制得混合液体B;
步骤(3)将0.1重量份的有机锡类热稳定剂投入到步骤(2)制得的混合液体B中，并搅拌均匀，然后脱除溶剂、烘干、包装后即可得到具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂。
[0013]实施例4
磷酸酯类阻燃剂100份
硼酸盐类阻燃剂2-8份
有机溴阻燃剂1—5份
改性硅灰石0.3—2份
改性絹云母0.5—6份
三聚氰胺盐0.2—3份
热稳定剂I—3份
具体制备方法如下:
步骤(I)将100重量份的磷酸酯、亚磷酸酯混合物阻燃剂、2—8重量份的硼酸锌、硼酸镁混合物阻燃剂、0.3—2重量份的阴离子改性硅灰石与阳离子改性的硅灰石的混合物、0.5—6份的硅氧烷改性的絹云母于25—85°C在100重量份的水中搅拌I—3小时，得到混合液体A;
步骤(2)将I 一5重量份的四溴双酚A、十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂混合物阻燃剂和0.2—3重量份的三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐混合物溶于20重量份的乙醇溶液中搅拌混合均匀后滴加到步骤(I)所得的混合液体A中，制得混合液体B;
步骤(3)将1-3重量份的稀土热稳定剂投入到步骤(2)制得的混合液体B中，并搅拌均匀，然后脱除溶剂、烘干、包装后即可得到具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂。
【主权项】
1.一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂，其特征在于，按重量份数该组合物由以下组分组成: 磷酸酯类阻燃剂100份 硼酸盐类阻燃剂0.2-20份 有机溴阻燃剂0.1—10份 改性硅灰石0.1—5份 改性絹云母0.1—10份 三聚氰胺盐0.1—5份 热稳定剂0.1-12份。2.如权利要求1所述的一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂，其特征在于，各组分重量份数为: 磷酸酯类阻燃剂100份 硼酸盐类阻燃剂2-8份 有机溴阻燃剂1—5份 改性硅灰石0.3—2份 改性絹云母0.5—6份 三聚氰胺盐0.2—3份热稳定剂I—3份。3.如权利要求1或2所述的一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂，其特征在于，其中磷酸酯类阻燃剂选自磷酸酯、亚磷酸酯、有机磷盐阻燃剂中一种或几种的混合物。4.如权利要求1或2所述的一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂，其特征在于，其中硼酸盐类阻燃剂选自硼酸锌、硼酸镁、硼酸钙中一种或几种的混合物。5.如权利要求1或2所述的一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂，其特征在于，其中有机溴阻燃剂选自四溴苯二甲酸、十溴二苯醚、八溴醚、六溴环十二烷、四溴双酚A、十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂中一种或几种的混合物。6.如权利要求1或2所述的一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂，其特征在于，其中改性硅灰石选自阳离子和/或阴离子改性的高长径比硅灰石和/或纳米硅灰石中一种或几种的混合物。7.如权利要求1或2所述的一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂，其特征在于，其中改性絹云母选自钛酸酯、硅氧烷改性的絹云母中一种或两种的混合物。8.如权利要求1或2所述的一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂，其特征在于，其中三聚氰胺盐选自三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺硫酸盐中一种或几种的混合物。9.如权利要求1或2所述的一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂，其特征在于，其中热稳定剂选自有机锡类热稳定剂、稀土热稳定剂中一种或两种的混合物。10.如权利要求1或2所述的一种具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤(I)将100重量份的磷酸盐类阻燃剂、2—8重量份的硼酸盐类阻燃剂、0.3—2重量份的改性硅灰石、0.5—6份的改性絹云母于25—85°C在100重量份的水中搅拌I 一3小时，得到混合液体A; 步骤(2)将I一5重量份的有机溴阻燃剂和0.2—3重量份的三聚氰胺盐溶于20重量份的乙醇溶液中搅拌混合均匀后滴加到步骤(I)所得的混合液体A中，制得混合液体B; 步骤(3)将1-3重量份的热稳定剂投入到步骤(2)制得的混合液体B中，并搅拌均匀，然后脱除溶剂、烘干、包装后即可得具有热稳定作用的有机/无机复合阻燃剂。
【文档编号】C08K3/34GK105885095SQ201610275026
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】刘强
【申请人】合肥云峰信息科技有限公司