环保型无机阻燃剂的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种无机阻燃材料，尤其涉及环保型无机阻燃剂。
【背景技术】
[0002] 随着社会和科学技术的发展，传统的不可再生资源被浪费，导致其储备数量极具 减少，这严重制约人类社会和经济的发展。面对这种能源紧缺的趋势，如何开发利用对环境 友好新能源、缓解能源需求以及避免能源危机，已经成为全世界面对的一个重要问题。目前 市场上出现的一些阻燃剂虽然具有一定的阻燃效果，但其制备工艺复杂、含有磷、硼等元素 不利于生物降解，对人类的生存和自然环境都具有一定的危害，所以在该领域仍旧需要对 人类和环境友好的纯天然绿色阻燃剂。
[0003] 到目前为止，现有技术中已存在许多新绿色环保型无机阻燃剂的诸多相关报道， 例如： CN 104119538A的专利申请公开了一种阻燃剂、阻燃剂的制备方法以及含有这种阻燃 剂的阻燃聚酯和用途。改阻燃剂由阻燃单体和二醇聚合而成，其聚合度在4以上。合成阻燃 聚酯时，阻燃剂可以在合成聚酯的酯化反应或缩聚反应中添加，也可以与聚酯共混添加。所 得到的阻燃聚酯不仅具有持久、热稳定性高、可纺性好的特性，可用于制备阻燃纤维、薄膜、 树脂等。
[0004] CN 102850622A的专利申请公开了一种有机无卤阻燃硅烷交联聚乙烯及其制备方 法和组合物，该组合物包括硅烷接枝料A料和催化剂母料B料，所述B料中的阻燃剂为含羟 基有机无卤阻燃剂：将A料和B料充分混合，成型后，放置1-3天，即制得有机无卤阻燃硅烷 交联聚乙烯。阻燃元素、阻燃基团之间的高效协同阻燃功能使制得的聚乙烯在含有较少阻 燃元素的情况下氧指数得到27以上，阻燃性能达到UL94V-0级，且力学、绝缘、耐热等性能 不受影响，可用于制造电缆或管材产品。
[0005] CN 104098998A的专利申请公开了一种可用于电机、电气及电线电缆保护的无溶 剂聚氨酯阻燃绝缘涂料及其制备方法和应用。该无溶剂聚氨酯绝缘涂料由以下按质量份数 计的组分组成：50-70份改性蓖麻醇酸聚酯多元醇、20-32份阻燃剂、5-20份耐磨材料、1-2 份表面活性剂、0. 5-1份催化剂以及20-30份异氰酸酯固化剂。该绝缘材料不仅具有良好的 绝缘性能，还具有优异的阻燃性能，而且使用过程中无挥发性产生，为绿色环保产品。
[0006] CN 104059346A的专利申请公开了一种白色阻燃聚碳酯复合材料的制备方法，属 于高分子材料制备技术领域。将按重量份数称取的聚碳酸酯引入烘燥，得到干燥树脂并且 投入高速混合机中：将按重量份数称取的聚乙烯树脂、增容剂、抗氧化剂、涂料、阻燃剂份和 润滑剂投入高速混合机中混合；将混合料转入双螺旋杆挤出机中进行塑炼，塑炼的温度为 250摄氏度，塑炼时间为298min，出双螺旋杆挤出机后依次经拉条、水冷却、切粒和干燥，得 到白色阻燃聚碳酸酯复合材料。具有工艺简洁和使用设备简单的长处，可适合加工消费类 电子产品；弯曲强度70-91MPa ;断裂伸长率45-67% ;缺口冲击强度9-13KJ/m2 (-40摄氏度 下）；阻燃性达到V-O (UL-94-1. 6mm);在80摄氏度热水中保持3小时不开裂。
[0007] CN 104140586A的专利申请公开了一种无卤阻燃POE材料及其制备方法，该无卤 阻燃POE材料是由下述重量份的组分制成：POE树脂100份，无卤复合阻燃剂25-60份，抗 氧化剂〇. 1-1. 〇份。所述的无卤复合阻燃剂由活性聚磷酸铵（APP)、三聚氰胺尿酸（MCA)以 及三（2-羟乙基）异氰尿酸酯按照100:8-20:8-20的重量比组成。所述的抗氧化剂为由抗 氧化剂1010与抗氧化剂168按1:1-1:3的重量比组成的复合抗氧剂。本发明的无卤阻燃 POE材料不仅具有较好的阻燃效果(氧指数大于30,垂直燃烧V-O级)，而且具有较高的力学 性能，尤其是断裂伸长率可达850%以上，另外还具有较好的耐热老化性。
[0008] CN 102241931A的专利申请公开了一种环保型阻燃抑烟功能涂料及其制法，该涂 料使以丙烯酸类乳液作为成膜材料，以堇青石和氧化锆作为近红外辐射功能填料，以表面 有机改性纳米氢氧化镁作为阻燃和抑烟填料，加上协效阻燃剂和助剂，经过球磨、高速分 散、搅拌工艺复合而成。其中，氧化错粉体的粒径为30-100nm，堇青石的粒径为3-10um，纳 米氢氧化镁平均粒径为50-100nm。制得的涂料具有良好的保温隔热性能，纳米氢氧化镁和 协效阻燃剂的添加，使其干膜的氧指数达23-30,阻燃效果理想，抑烟作用显著，不但达到了 阻燃目的且绿色环保。
[0009] 上述现有技术中的消毒剂存在着生物降解难、稳定性差、成本高、具有毒性或低毒 性、成分复杂等缺点。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的在于针对现有技术提供一种环境友好、原料获取便宜、便于生物降 解、无毒、工艺简单的环保型无机阻燃剂。
[0011] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：环保型无机阻燃剂，以浓海水为 主要制备原料，其采用以下方法制备： 1) 取浓海水，用碱溶液调节浓海水pH为8-9,并向其中按40-60mL/min的速率通入 CO2; 2) 控制反应时间为0.5-1. 5h、陈化时间1-2h，然后过滤，得到白色沉淀； 3) 将步骤2)制得的白色沉淀在IOO-IKTC条件下烘干； 4) 将步骤3)所得干燥白色固体粉末，经现有方法制备纳米级阻燃剂，纳米级阻燃剂的 平均粒径为70-100nm，该纳米级阻燃剂即为环保型无机阻燃剂。采用海水淡化后浓海水和 工业废弃CO 2为原料，制备天然无污染的新绿色环保型无机阻燃剂，工艺简单、使用方便、热 稳定性高、耐高温抗氧化、无挥发刺激性物质产生、解决工业生产中废弃CO 2排放污染环境 问题。
[0012] 为优化上述技术方案，采取的措施还包括：步骤1)中碱为氢氧化钠或氢氧化钾 或氨水或其组合。步骤1)中用碱溶液调节浓海水pH为8. 4-8. 6。步骤1)中按45-55mL/ min的速率通入CO2。步骤1)中浓海水与CO2的体积比为3:1。步骤1)中所通CO 2为工业 废弃CO2，浓海水优选为海水淡化浓缩后含盐度5-10%的海水。步骤2)中：控制反应时间 为0.8-1. 2h、陈化时间1.2-1. 8h。烘干至水分蒸干，恒重即可。步骤3)中：烘干温度为 102-108°C，烘干时间为2. 2-2. 8h。步骤4)中：纳米级阻燃剂的粒径为75-95nm。优选的粒 径为80-90nm，在该粒径范围内，阻燃特性强，达到了出乎意料的效果。
[0013] 由于本发明采用了采用以下方法制备： 1) 取浓海水，用碱溶液调节浓海水pH为8-9,并向其中按40-60mL/min的速率通入 CO2; 2) 控制反应时间为0.5-1. 5h、陈化时间1-2h，然后过滤，得到白色沉淀； 3) 将步骤2)制得的白色沉淀在IOO-IKTC条件下烘干； 4) 将步骤3)所得干燥白色固体粉末，经现有方法制备纳米级阻燃剂，纳米级阻燃剂的 平均粒径为70-100nm，该纳米级阻燃剂即为环保型无机阻燃剂。采用海水淡化后浓海水和 工业废弃CO 2为原料，制备天然无污染的新绿色环保型无机阻燃剂，工艺简单、使用方便、热 稳定性高、耐高温抗氧化、无挥发刺激性物质产生、解决工业生产中废弃CO 2排放污染环境 问题。因而本发明具有环境友好、原料获取便宜、便于生物降解、无毒、工艺简单的优点。
[0014]
【具体实施方式】
[0015] 以下结合附实施例对本发明作进一步详细描述。
[0016] 实施例1 :环保型无机阻燃剂，以浓海水为制备原料，其采用以下方法制备： 1) 取浓海水，用碱溶液调节浓海水pH为8-9,并向其中按40-60mL/min的速率通入 CO2; 2) 控制反应时间为0.5-1. 5h、陈化时间1-2h，然后过滤，得到白色沉淀； 3) 将步骤2)制得的白色沉淀在IOO-IKTC条件下烘干； 4) 将步骤3)所得干燥白色固体粉末，经现有方法制备纳米级阻燃剂，纳米级阻燃剂的 平均粒径为70-100nm，该纳米级阻燃剂即为环保型无机阻燃剂。采用海水淡化后浓海水和 工业废弃CO 2为原料，制备天然无污染的新绿色环保型无机阻燃剂，工艺简单、使用方便、热 稳定性高、耐高温抗氧化、无挥发刺激性物质产生、解决工业生产中废弃CO 2排放污染环境 问题。步骤1)中碱为氢氧化钠或氢氧化钾或氨水或其组合。步骤1)中用碱溶液调节浓海 水pH为8. 4-8. 6。步骤1)中按45-55mL/min的速率通入CO2。步骤1)中浓海水与0)2的 体积比为3:1。步骤1)中所通CO 2为工业废弃CO2，浓海水优选为海水淡化浓缩后含盐度 5-10%的海水。步骤2)中：控制反应时间为0. 8-1. 2h、陈化时间1. 2-1. 8h。烘干至水分蒸 干，恒重即可。步骤3)中：烘干温度为102-108°C，烘干时间为2. 2-2. 8h。步骤4)中：纳米 级阻燃剂的粒径为75-95nm。优选的粒径为80-90nm，在该粒径范围内，阻燃特性强，达到了 出乎意料的效果。
[0017] 实施例2: 1)取浓海水，用碱溶液调节浓海水pH为8,并向其中按40mL/min的速率通入CO2，浓海 水与CO2的体积比为3:1 ;所通CO 2为工业废弃CO 2，所述的浓海水为海水淡化浓缩后含盐度 5%的海水；2)控制反应时间为0. 5h、陈化时间lh，过滤，得到白色沉淀；3)将步骤2)制得 的白色沉淀在电热鼓风干燥箱内l〇〇°C条件下烘干2h，直至水分蒸干，恒重即可；4)将步骤 3)所得干燥白色固体粉末，经现有方法制备纳米级阻燃剂，纳米级阻燃剂的的平均粒径为 70nm，该纳米级阻燃剂即为环保型无机阻燃剂。
[0018] 实施例3: 1)取浓海水，用碱溶液调节浓海水pH为8. 2,并向其中按45mL/min的速率通入CO2，浓 海水与CO2的体积比为3:1 ;所通CO 2为工业废弃CO 2，所述的浓海水为海水淡化浓缩后含盐 度6%的海水；2)控制反应时间为0. 8h、陈化时间I. 2h，过滤，得到白色沉淀；3)将步骤2) 制得的白色沉淀在电热鼓风干燥箱内102°C条件下烘干2. 2h，直至水分蒸干，恒重即可；4) 将步骤3)所得干燥白色固体粉末，经现有方法制备纳米级阻燃剂，纳米级阻燃剂的的平均 粒径为80nm，该纳米级阻燃剂即为环保型无机阻燃剂。
[0019] 实施例4: 1)取浓海水，用碱溶液调节浓海水pH为8. 5,并向其中按50mL/min的速率通入CO2，浓 海水与CO2的体积比为3:1 ;所通CO 2为工业废弃CO 2，所述的浓海水为海水淡化浓缩后含盐 度8%的海水；2)控制反应时间为Ih、陈化时间I. 5h，过滤，得到白色沉淀；3)将步骤2)制 得的白色沉淀在电热鼓风干燥箱内105°C条件下烘干2. 5h，直至水分蒸干，恒重即可；4)将 步骤3)所得干燥白色固体粉末，经现有方法制备纳米级阻燃剂，纳米级阻燃剂的的平均粒 径为85nm，该纳米级阻燃剂即