氫氧化鎂複合阻燃劑及其應用的製作方法
2023-04-29 17:57:11
專利名稱：氫氧化鎂複合阻燃劑及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及到一種氫氧化鎂複合阻燃劑及其在製備無滷阻燃材料中應用。
背景技術：
隨著環保意識的不斷加強，人們對材料的要求越來越高。由於聚氯乙烯在
光照或加熱時會產生大量的HCL，危害人類的健康，因此，無滷、低煙、無 毒和無腐蝕性的環保型阻燃材料成為現階段的研究熱點，而阻燃劑則成為阻燃 材料中最主要的成份。
無機物氫氧化鎂由於其具有較高的熱分解溫度，具有良好的阻燃劑消煙效 果，其在燃燒時不僅僅進行脫水反應，還對聚合物有一定的炭化作用，形成一 個保護層，起到阻燃作用，適合於加工溫度較高的聚烯烴塑料，同時，由於其 對並且無毒，無揮發性，穩定性較好，符合環保的要求，而被廣泛的應用於環 保型無滷阻燃材料中。
但是，由於氫氧化鎂表面具有正電荷，具有親水性，從而導致氫氧化鎂阻 燃劑在聚合物材料中的分散性、相容性和加工流動性都較差，將其添加於聚烯 烴聚合材料中，對製品的加工性能和機械性能影響較大。因此，通過添加少量 的表面改性劑，改善氫氧化鎂的表面性能，是氫氧化鎂阻燃劑應用的關鍵問題。 同時氫氧化鎂單方面作為無滷阻燃劑時，用量少則影響阻燃性能，用量大則影 響加工和物理機械性能，因此，需要添加少量的阻燃增效劑，來改善材料性能。
發明內容
針對現有技術中的缺點和不足，本發明的首要目的是提供一種氫氧化鎂復 合阻燃劑。
本發明的另一目的是提供上述複合阻燃劑在製備無滷阻燃材料中的應用。
為實現本發明的目的，本發明採用矽烷偶聯劑對氫氧化鎂進行表面處理， 製備成氫氧化鎂複合阻燃劑，並對聚烯烴進行改性，同時加入達到環保標準要 求的穩定劑和潤滑劑，結合混煉、造粒和擠出工藝，開發出熱穩定性優良的環 保型無滷阻燃材料。具體提供以下的技術方案 一種氫氧化鎂複合阻燃劑，主要由以下重量配 比的原料組份製備得到
氫氧化鎂 70-90% 矽垸偶聯劑 10-30%。
優選地，所述的矽烷偶聯劑為KH550、 KH560、 KH570和KH590中的任
一種或兩種型號以上的混合物。
本發明提供上述任一種氫氧化鎂複合阻燃劑在製備無滷阻燃材料中的應
用。 到
上述應用可以是一種無滷阻燃材料，主要由以下重量份的原料組份製備得
上述的氫氧化鎂複合阻燃劑 30-60
聚烯烴 60-80
LDPE (低密度高壓聚乙烯) 20-40
增塑劑 2-5
熱穩定劑 5-10
抗氧化劑 0.5-1
優選地，所述的聚烯烴為聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和乙烯-醋酸乙烯 共聚物(EVA)中任一種或兩種以上的混合物。
優選地，所述的穩定劑為鈣鋅複合類、鋁鎂鋅複合類或稀土複合類穩定劑。 優選地，所述的增塑劑為對苯類、含十碳的鄰苯類或偏苯類增塑劑。 與現有技術相比，本發明具有如下有益效果
(1) 本發明涉及的氫氧化鎂複合物符合阻燃劑環保安全，不含滷素，低 毒無腐蝕性。
(2) 矽烷偶聯劑在複合阻燃劑中起到雙重作用 一方面改性氫氧化鎂表 面極性，增加其與聚烯烴的相容性，同時起到阻燃增效劑作用，提高阻燃效果。 本發明的氫氧化鎂複合阻燃劑比氫氧化鎂阻燃劑的阻燃效果好。
(3) 本發明涉及的氫氧化鎂複合物具有較高的熱分解溫度，具有良好的 阻燃劑消煙效果。在燃燒時可以釋放出水分，還對聚合物有一定的炭化作用， 形成一個保護層，起到阻燃作用。(4)本發明涉及的氫氧化鎂複合物可以提高氫氧化鎂在聚合物基體中的 分散性，提高製品的加工性能和機械性能。
具體實施例方式
下面結合實施例，對本發明做進一步地詳細說明，但本發明的實現方式並 不局限於此。
實施例製備氫氧化鎂複合阻燃劑
實施例1:
準確稱取氫氧化鎂7Kg、矽烷偶聯劑KH560 3Kg在高速混合機中攪拌10 分鐘，出料，得到白色混合粉末。 實施例2:
準確稱取氫氧化鎂9Kg、矽垸偶聯劑KH560 1Kg在高速混合機中攪拌10 分鐘，出料，得到白色混合粉末。
實施例3
準確稱取氫氧化鎂8Kg、矽垸偶聯劑KH560 2Kg在高速混合機中攪拌10 分鐘，出料，得到白色混合粉末。
表l不同氫氧化鎂複合阻燃劑的燃燒性能
燃燒現象
實施例1無滴落，有白煙，燃燒 膨脹
實施例2無滴落，有白煙，燃燒端 部分膨脹
實施例3無滴落，有白煙，燃燒端 部分膨脹
以上結果按GB 2408—80標準測定。
應用實施例用氫氧化鎂複合阻燃劑製備環保型無卣阻燃材料
應用實施例1
準確稱取LDPE (載體)20.0Kg、偏苯三酸酯5Kg、熱穩定劑8Kg、氫氧 化鎂複合阻燃劑50Kg、抗氧化劑(2， 4-二叔丁基苯基)亞碳酸三酯0.2Kg、少量潤滑劑白油在高速混合機中攪拌20分鐘；通過高速捏合機產生的摩擦熱 使LDPE發粘、分散劑融化，使複合阻燃劑均勻地粘附在載體上，在約10(TC 下出料。然後將物料與PP80Kg裝入d>65擠出造粒機組，熔融擠出、冷卻、
切粒後烘乾、注塑。擠出機的區間溫度機筒溫度I區6O 80°C;機筒溫度 II區125 135°C;機筒溫度III區135 145°C;機頭溫度130°C;螺杆轉
速500 750 r/min。阻燃級別UL94V-0。產品顏色較淺。 應用實施例2
準確稱取LDPE (載體)20.0Kg、對苯二辛酯4Kg、熱穩定劑9Kg、氫氧 化鎂複合阻燃劑55Kg、抗氧化劑(2， 4-二叔丁基苯基)亞碳酸三酯0,2Kg、 少量潤滑劑矽油在高速混合機中攪拌20分鐘；通過高速捏合機產生的摩擦熱 使LDPE發粘、分散劑融化，使複合阻燃劑均勻地粘附在載體上，在約10(TC 下出料。然後將物料與PE80Kg裝入<D65擠出造粒機組，熔融擠出、冷卻、 切粒後烘乾、注塑。擠出機的區間溫度機筒溫度I區6O 80°C;機筒溫度 II區125 135°C;機筒溫度m區135 145°C;機頭溫度130°C;螺杆轉
速500 750 r/min。阻燃級別UL94V-0。產品顏色較淺。 應用實施例3
準確稱取LDPE (載體)40.0Kg、對苯二辛酯4Kg、熱穩定劑5Kg、氫氧 化鎂複合阻燃劑30Kg、抗氧化劑(2, 4-二叔丁基苯基)亞碳酸三酯0.5Kg、 少量潤滑劑矽油在高速混合機中攪拌20分鐘；通過高速捏合機產生的摩擦熱 使LDPE發粘、分散劑融化，使複合阻燃劑均勻地粘附在載體上，在約10(TC 下出料。然後將物料與PE 60Kg裝入cD65擠出造粒機組，熔融擠出、冷卻、
切粒後烘乾、注塑。擠出機的區間溫度機筒溫度I區6O 80°C;機筒溫度 II區125 135°C;機筒溫度m區135 145°C;機頭溫度130°C;螺杆轉
速500 750r/min。阻燃級別UL94V-2。產品顏色較淺。 應用實施例4
準確稱取LDPE (載體)20.0Kg、對苯二辛酯2Kg、熱穩定劑9Kg、氫氧 化鎂複合阻燃劑55Kg、抗氧化劑(2， 4-二叔丁基苯基)亞碳酸三酯lKg、少 量潤滑劑矽油在高速混合機中攪拌20分鐘；通過高速捏合機產生的摩擦熱使 LDPE發粘、分散劑融化，使複合阻燃劑均勻地粘附在載體上，在約10(TC下出料。然後將物料與PE80Kg裝入0>65擠出造粒機組，熔融擠出、冷卻、切
粒後烘乾、注塑。擠出機的區間溫度機筒溫度I區6O 80°C;機筒溫度 II區125 135°C;機筒溫度III區135 145°C;機頭溫度130°C;螺杆轉
速500 750 r/min。阻燃級別UL94V-0。產品顏色較淺。
上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述實 施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、 替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1、一種氫氧化鎂複合阻燃劑，其特徵在於由以下重量配比的原料組份製備得到氫氧化鎂70-90％矽烷偶聯劑 10-30％。
2、 根據權利要求1所述的氫氧化鎂複合阻燃劑，其特徵在於所述的矽烷 偶聯劑為KH550、 KH560、 KH570和KH590中的任一種或兩種以上型號的混合 物。
3、 權利要求1或2所述氫氧化鎂複合阻燃劑在製備無滷阻燃材料中的應用。
4、 一種無滷阻燃材料，其特徵在於主要由以下重量份的原料組份製備得到權利要求1或2所述的氫氧化鎂複合阻燃劑 30-60 聚烯烴 60-80 LDPE 20-40增塑劑 2-5 熱穩定劑 5-10 抗氧化劑 0.5-1。
5、 根據權利要求4所述的無滷阻燃材料，其特徵在於所述的聚烯烴為聚 乙烯、聚丙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物中任一種或兩種以上的混合物。
6、 根據權利要求4所述的無滷阻燃材料，其特徵在於所述的穩定劑為鈣 鋅複合類、鋁鎂鋅複合類或稀土複合類穩定劑。
7、 根據權利要求4所述的無滷阻燃材料，其特徵在於所述的增塑劑為對 苯類、含十碳的鄰苯類或偏苯類增塑劑。
全文摘要
本發明涉及到環保型無滷阻燃材料的製備領域，具體提供了一種氫氧化鎂複合阻燃劑及其在製備無滷阻燃材料中的應用。本發明的氫氧化鎂複合阻燃劑中，氫氧化鎂的含量佔70-90％，矽烷偶聯劑佔10-30％。氫氧化鎂複合物具有較高的熱分解溫度，具有良好的阻燃劑消煙效果。利用該阻燃劑製備得到的無滷阻燃材料具有良好的加工性能、機械性能和熱穩定性。
文檔編號C09K21/00GK101624524SQ20091004184
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月12日 優先權日2009年8月12日
發明者付鐵柱, 浩 龐, 兵 廖, 胡美龍, 計紅果, 永 陳 申請人:中國科學院廣州化學研究所