[发明专利]氢氧化镁复合阻燃材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无机阻燃材料技术领域，具体是指一种氢氧化镁复合阻燃材料及其制备方法。

背景技术

目前，市场上采用的阻燃剂大多为含卤或含磷的化合物，这类物质具有价格低廉，实际阻燃效果好的特点，但是在燃烧时会散发出有害气体，从而造成人员损伤和环境污染。由于卤素化合物的危害性逐步被认知并引起重视，环保发展趋势将促使越来越多的消费者使用无卤素、低毒、抑烟的无机阻燃剂。在国内外研究和应用较多的新型无机阻燃剂，主要是氢氧化镁和氢氧化铝以及五氧化二锑等，由于氢氧化铝能在245～320℃范围内完成脱水反应，吸收潜热降低温度，因此它的有效使用范围较低，适用于加工温度较低的树脂如聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、环氧树脂、不饱和聚酯、丙烯树脂和AB S树脂等。而氢氧化镁具有分解温度较高、热稳定性能好、无毒抑烟等特点，适合制备成聚合物的无机阻燃剂，尤其是片状或纤维状氢氧化镁还具有阻隔、抗酸及填充等多种功能，近年来倍受人们重视。与销量最大的氢氧化铝相比，氢氧化镁聚合物无机阻燃剂在热稳定性、除酸能力、适用的聚合物的阻燃能力、抑烟能力等方面远优于氢氧化铝，是一种值得大力开发的无机阻燃剂，而且它有进一步取代氢氧化铝的趋势。

在本发明之前，申请号为200610039374.X的中国专利公开了一种热塑性树脂/氢氧化镁高性能阻燃复合材料及其生产方法。热塑性树脂/氢氧化镁高性能阻燃复合材料主要由热塑性树脂和经焙烧处理的氢氧化镁组成，另外还可包括抗氧剂、润滑剂，典型的热塑性树脂为尼龙。该发明方法制备的复合材料拥有较高的力学性能和优良的阻燃性能，但此发明仅局限于热塑性树脂尼龙阻燃复合材料及其制备方法，对其他基体不能适用。

申请号为02124390.5的中国国专利公开了一种氢氧化镁无卤阻燃聚乙烯复合材料，以重量份计由如下组份及其含量组成：聚乙烯100；氢氧化镁30～330；弹性体50～120；偶联剂0.3～5.0；界面改性剂0.2～6.0；分散剂0.2～5.0；增效剂0.1～2.0；抗氧剂0.1～2.0；所述氢氧化镁为天然矿石粉末或合成氢氧化镁，其颗粒度一般为11μm～100μm；所述弹性体为乙丙橡胶、三元乙丙橡胶、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯醋共聚物等。本发明复合材料同时具有高韧性和高强度的氢氧化镁阻燃聚乙烯复合材料：垂直燃烧FV-0级，拉伸强度18.0MPa，冲击强度423.5J/m，断裂伸长率120.8％。但此专利方法仅适用于制备聚乙烯复合阻燃材料，对其他基体不能适用，而且需加入弹性体改善复合材料性能，成本较高。

发明内容

本发明的一个目的是要提供一种抗冲击性能强、拉伸强度高、氧指数高的氢氧化镁复合阻燃材料。

为实现上述目的，本发明的氢氧化镁复合阻燃材料，它包括如下重量份的组份：高聚物20～100份、氢氧化镁40～80份、增韧剂5～20份，其中，所述高聚物为聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、橡胶或尼龙中的一种或几种；所述增韧剂为邻苯二甲酸二辛酯、聚乙烯辛烯弹性体、磷酸三甲苯酚酯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或几种。

进一步的，所述氢氧化镁复合阻燃材料包括如下重量份的组份：聚乙烯5～30份、聚苯乙烯10～50份、聚丙烯5～20份、氢氧化镁60～70份、邻苯二甲酸二辛酯1～5份、聚乙烯辛烯弹性体2～10份、磷酸三甲苯酚酯2～5份。

再进一步的，所述氢氧化镁复合阻燃材料中还含有重量份为1～10份的阻燃协效剂，所述阻燃协效剂为氢氧化铝、三聚氰胺、聚磷酸铵、季戊四醇、氧化锑、有机硅化物、红磷、氧化锌、硼酸锌、二氧化硅或石墨中的一种或几种。

本发明的另一个目的就是要提供一种氢氧化镁复合阻燃材料的制备方法，该制备方法工艺简单、成本低廉、易于推广。

为实现上述目的，本发明的氢氧化镁复合阻燃材料的制备方法包括以下步骤：

1)将高聚物、氢氧化镁、增韧剂按所述重量比混合均匀后，加入到挤出机中共混挤出；

2)将所述挤出物料冷却后进行造粒，得到复合材料颗粒；

3)将所得颗粒恒温烘干18～30h，得到氢氧化镁复合阻燃材料。

进一步的，所述步骤3)中，控制烘干温度为60～100℃。

本发明的氢氧化镁复合阻燃材料的各成分设置原理如下：