[发明专利]超细铝硅酸共晶体阻燃剂及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超细粉体及其生产方法，尤其是一种超细铝硅酸共晶体阻燃剂及其生产方法。

背景技术

塑料和树脂的消费愈来愈广泛地进入生产和生活的各个领域，但由于塑料和树脂可燃，易引起的火灾，带来了人员伤亡和经济损失。从上世纪60年代起，一些发达国家开始生产和应用阻燃塑料。从70年代开始，国外阻燃剂的消费量和品种快速增长，目前阻燃剂的消费量已跃居塑料助剂第二位，成为仅次于增塑剂的大品种。据统计，2009年，全球塑料产量达到3亿吨。近年来，我国塑料产量增长十分迅速，是继美国之后的世界第二大塑料消费国。阻燃塑料中阻燃剂用量一般在8％左右，即阻燃剂年需求量达到240万吨以上，可见全球对阻燃剂的需求量是惊人的。

阻燃剂种类繁多，可分为：有机阻燃剂和无机阻燃剂。具代表性的阻燃剂是氯系、溴系、磷系及氢氧化铝、氢氧化镁等。有机阻燃剂有三大类，其特点各异。一是氯系阻燃剂：以含氯量较高的氯化石蜡为主，其主要是氯蜡-52和氯蜡-40。二是溴系阻燃剂：大多在200℃～300℃下分解，分解时通过捕捉高分子材料降解反应生成的自由基，延缓或终止燃烧的链反应，释放出的HBr是一种难燃气体，可以覆盖在材料的表面，起到阻隔表面可燃气体的作用。溴系阻燃剂的适用范围广泛，是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一，主要产品有十溴二苯醚、四澳双酚A、五溴甲苯和六溴环十二烷等，三是磷系阻燃剂。

目前，中国阻燃剂产品中，卤系阻燃剂占84％，无机阻燃剂产品只占总量的8％左右。卤素阻燃剂的优点是用量少、阻燃效率高且适应性广，但其严重缺点是燃烧时生成大量的烟和有毒且具腐蚀性的气体，危害很大。现有的无机阻燃剂主要是氢氧化铝、氢氧化镁，虽然无毒、无腐蚀、稳定性好、高温下不产生有毒气体，但氢氧化镁和氢氧化铝存在阻燃效率低、需要高填充量、易团聚、影响基体材料的力学性能等不足，并且产品价格高。研究开发新型阻燃剂，降低材料燃烧时的烟量及有毒气体量，降低产品成本，成为近年来阻燃领域中的重点研究课题之一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种质量好、性价比高的超细铝硅酸共晶体阻燃剂新材料及其生产方法，我公司研发的新型无机阻燃剂是一种铝硅系新材料，该产品环保，无毒性，无有害物质释放；它具有极高的阻燃效率，可以轻松的使得所阻燃的材料达到应有的阻燃等级；该产品与塑料和树脂的亲和力强，对塑料和树脂的物理性能影响较小，使用后制造的阻燃材料物理性能改变较小；该产品与塑料和树脂的相容性好，能够在所阻燃的材料中均匀分散；该产品有较高的性价比，具有广阔的市场前景。本发明的目的通过下述技术方案来实现，本发明含下列原料和重量比配制而成：Al₂O₃≥70％的铝土矿粉∶NaOH∶SiO2≥99％的石英砂∶氢氧化铝微粉＝5∶5.6-6.8∶0.9-1.2∶0.0001-0.00015，制作过程中需无离子水作介质及洗涤，并需用10％的稀盐酸调整PH，超细铝硅酸共晶体阻燃剂结构式为：

本发明产品的生产方法如下：

1、制备偏铝酸钠溶液：取Al₂O₃≥70％的铝土矿5重量份，置入高压反应釜中，然后加入无离子水30-40重量份，再加入氢氧化钠5～6重量份，往高压反应釜中通入高压蒸汽升温至180℃～210℃反应15-25分钟，经板框过滤机(滤布为600目)过滤后，冷却至50℃～60℃作为待用偏铝酸钠溶液；

2、制备硅酸钠溶液：取SiO2≥99％的石英砂0.9-1.2重量份粉碎至200-250目，加烧碱(NaOH)0.6-0.8重量份，将其置于高压反应釜中再加水7-8重量份，在180℃～200℃高温下溶解50-70分钟，冷却至40℃～50℃即获得待用硅酸钠溶液；

3、将上述偏铝酸钠溶液与硅酸钠溶液搅拌混合，反应15-25分钟，加热至50-60℃晶化120-150分钟，加入0.0001-0.00015重量份的氢氧化铝微粉(平均粒径为1微米)分解120-150分钟，将分解的产物用板框过滤机(滤布为600目)过滤，洗涤，洗涤水温60-80℃，经数次洗涤过滤，待末次过滤液中NaO含量小于0.3g/L时，将滤饼放入搅拌罐，加入水7-8重量份，在搅拌的同时缓慢滴加10％的稀盐酸，待搅拌溶液PH值达到7.5-8.0时停止加入稀盐酸，用板框过滤机(滤布为600目)过滤，滤饼用蒸馏水洗涤5-10次，洗涤水温度为60-80℃，将滤饼置于105-110℃条件下干燥后，得到超细铝硅酸共晶体阻燃剂。

本发明的化学反应式为：