[发明专利]一种阻燃剂

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃技术领域，具体涉及一种阻燃剂。

背景技术

目前高分子材料工业快速发展，应用领域不断拓展，但其具有易燃性的特点，在安全性要求较高的领域，如化学建材、电子电器、交通运输、航天航空、日用家具、室内装饰等领域，阻燃性高分子材料的应用越来越多。

添加到高分子材料中的阻燃剂主要分为卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮磷复合型膨胀阻燃剂、无机阻燃剂。红磷、聚磷酸铵是磷系阻燃剂、氮磷复合型膨胀阻燃剂的常用组分，由于含磷量高，阻燃效果好，阻燃效率也较高，聚磷酸铵还具有化学稳定性好、吸湿性小、分散性优良、比重小、毒性低等优点，但是红磷、聚磷酸铵都存在与聚合物基体相容性差的缺陷，造成阻燃材料的力学性能下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种阻燃效率高，与聚合物基体相容性好，不影响材料物理和工艺性能的阻燃剂。

本发明的技术方案是：一种阻燃剂，其特征是，其组分及其重量百分比为：环氧树脂包覆聚磷酸铵45-55%，季戊四醇10-15%，三聚氰胺3-5%，包覆红磷5-10%，氢氧化镁5-10%、氢氧化铝5-10%、硼酸锌5-10%，成碳促进剂1-5%、抑烟剂1-5%、偶联剂0.5-3%。

本发明进一步优选的技术方案是：一种阻燃剂，各组分的重量百分比为：环氧树脂包覆聚磷酸铵50%，季戊四醇12%，三聚氰胺5%，包覆红磷10%，氢氧化镁5%、氢氧化铝8%、硼酸锌5%，成碳促进剂2%、抑烟剂2%、偶联剂1%。

所述成碳促进剂为二氧化硅和二氧化钛的组合物，两者重量比为1:1；所述抑烟剂为硅酸镍和硅酸锰组合物，两者重量比为1:3；所述偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、N-β-氨乙基-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷中的一种。

本发明阻燃剂的制备方法为：将阻燃剂各组分按比例投入到高速混料机内混合均匀，即可得到该阻燃剂。

本发明的阻燃剂中，环氧树脂包覆聚磷酸铵集碳源和酸源于一体，季戊四醇作为成碳剂，三聚氰胺作为发泡剂，环氧树脂包覆聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺与成碳促进剂一起作用，提高了阻燃剂的成碳速率和成碳量；包覆红磷含磷量达到85%以上，阻燃效率高；金属化合物氢氧化镁、氢氧化铝、硼酸锌作为无机阻燃剂，具有无毒、无害、无烟的优点，与阻燃剂其他组分协同作用，提高阻燃效率，降低阻燃剂燃烧时的排烟量，同时抑制阻燃剂的可燃性，使阻燃剂在发挥作用时只碳化，不燃烧；环氧树脂包覆聚磷酸铵和包覆红磷通过在聚磷酸铵、红磷外层包覆有机物质，提高了阻燃剂与聚合物基体的相容性；偶联剂通过偶联作用，使阻燃剂各组分成为一个有机整体，提高了阻燃剂与聚合物基体的相容性。

本发明的有益效果：

1、阻燃效率高，既能阻止有焰燃烧，又能抑制阴燃；

2、不燃烧，涂抹和喷撒在任意物体上，起火时只碳化不燃烧；

3、与材料的相容性好，能够在所阻燃的材料中均匀分散，并有着较好的亲和力；

4、稳定性强，不影响被添加材料的物理和工艺性能；

5、燃烧烟雾少，不产生有毒气体，属于环保型阻燃剂。

6、应用范围广，可添加在塑料、油漆涂料和橡胶等材料中。

具体实施方式

实施例中的环氧树脂包覆聚磷酸铵购自浙江龙游戈德化工有限公司，包覆红磷购自上海旭森非卤消烟阻燃剂有限公司。

实施例1

一种阻燃剂，各组分占阻燃剂总重的百分比为：环氧树脂包覆聚磷酸铵50%，季戊四醇12%，三聚氰胺5%，包覆红磷10%，氢氧化镁5%、氢氧化铝8%、硼酸锌5%，二氧化硅1%、二氧化钛1%、硅酸镍0.5%、硅酸锰1.5%、γ-氨丙基三乙氧基硅烷1%。

实施例2

一种阻燃剂，各组分占阻燃剂总重的百分比为：环氧树脂包覆聚磷酸铵45%，季戊四醇15%，三聚氰胺3%，包覆红磷7%，氢氧化镁7%、氢氧化铝10%、硼酸锌6%、二氧化硅1%、二氧化钛1%、硅酸镍1%、硅酸锰3%、γ-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷1%。

实施例3

一种阻燃剂，各组分占阻燃剂总重的百分比为：环氧树脂包覆聚磷酸铵55%，季戊四醇10%，三聚氰胺4%，包覆红磷5%，氢氧化镁6%、氢氧化铝5%、硼酸锌7%，二氧化硅1.5%、二氧化钛1.5%、硅酸镍0.5%、硅酸锰1.5%、N-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷3%。

为了考察本发明阻燃剂的阻燃效果，现将实施例1-3的产品按照25%（wt）的添加量分别加入到聚酰胺-6（尼龙6）中，并与未加阻燃剂的聚酰胺-6相比较，采用JF-3型氧指数仪，依据GB2406-80标准和UL-94标准测试氧指数和垂直燃烧性能，并根据GB/T 1039-92标准测试试样的拉伸性能。测试结果显示，加入实施例1-3阻燃剂的聚酰胺-6的垂直燃烧性能均达到V-O级；与未加阻燃剂的聚酰胺-6相比较，极限氧指数由23%提高到29%以上（实施例1-3的极氧指数分别为32%，30%和30%），抗拉强度由65Mpa提高到73Mpa以上（实施例1-3的抗拉强度分别为76Mpa、74MPa和74MPa），说明加入本发明阻燃剂，能够显著提高聚酰胺-6的阻燃性能和力学性能。