[发明专利]一种无卤阻燃剂的稳定化处理及复合与应用

说明书

技术领域

本发明涉及无卤素阻燃剂，具体为无卤素阻燃剂的稳定化处理及复合与应用。

背景技术

用于塑料阻燃的添加型阻燃剂向环保、无卤素、无锑的方向发展是必然趋势。无卤素阻燃塑料在燃烧时几乎无烟、无毒性气体产生，对环境友好，又节约稀有资源锑。无卤素阻燃剂主要有磷系、氮系及磷/氮系、无机系。

无机阻燃剂如氢氧化铝、氢氧化镁等在塑料中必须加入大份量才有阻燃效果，严重损害塑料制品的机械、物化性能。氮系阻燃剂单独应用，阻燃效率不高，需与其他阻燃剂协同配合。磷系阻燃剂种类很多，多已商品化。如磷酸酯系列，磷酸铵及聚磷酸铵系列、红磷、亚磷酸盐、次磷酸盐等等，它们都有各自的优点和劣势。这方面有许多改性及应用的报道，也有相关的专利。

次磷酸盐具有阻燃效果高，添加量适中，电性能良好，有很广的应用范围和良好前景。但也存在热、氧稳定性方面的问题。本发明者在研究实验中，测得次磷酸盐在240-250℃下10分钟即变成黄棕色，在280-290℃下发生氧化、分解、冒烟、燃烧，这将大大限制其用途。本发明的目标是对此缺点进行改进。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种无卤阻燃剂的稳定化处理及复合与应用，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种无卤阻燃剂的稳定化处理，通过以下步骤来完成：

（1）称取一定量的次磷酸盐中，投入到反应釜中，按一定比例称取稳定化反应剂，再加入适量的引发剂，混均，放入反应釜的滴加装置中；

（2）进行混料，分散均匀，开动反应釜，在中速搅拌下，控温30-40°C,滴入配制的稳定化反应剂，滴加时间为1.0-1.5小时，滴完后再搅拌15-30分钟；

（3）进行稳定化反应，控温60-100°C，高速搅拌下进行反应2-3小时，温度是逐步升高的，60℃下需1.5小时以上，再逐次升高至100℃，然后冷却、出料，制得产品稳定化次磷酸盐阻燃剂。

在本发明中，所述次磷酸盐的结构式为：

，

式中，M是铝、锌、镁等金属离子（即次磷酸铝、次磷酸锌、次磷酸镁），m是2或3。都为白色粉末，粒径20um-30um。

在本发明中，所述无卤阻燃剂稳定化处理原料的物料配比，按照质量的份数比例为：

次磷酸盐                    85-95份

稳定化反应剂                5-15份

引发剂                      0.1-0.5份。

在本发明中，所述稳定化反应剂为丙烯腈、丙烯醇、丁烯醇中的任一种；稳定化反应的引发剂是偶氮二异丁腈（AIBN），或者有机过氧化物，如过氧化二苯甲酰、过氧化二异丙苯中的一种。

在本发明中，所述AIBN为AIBN添加少量甲醇制成的甲醇溶液。

本发明所述的稳定化次磷酸盐阻燃剂可与氮/磷系阻燃剂进行复合，复合在高速混合机中完成，控温80-100℃，时间5-15分钟，复合的物料配比（质量份数）：

稳定化次磷酸盐                60-85份

氮/磷系阻燃剂                  15-40份

受阻酚抗氧剂                  0.05-0.5份

铝酸酯偶联剂                  0.5-1.0份。

在本发明中，所述氮/磷系阻燃剂为蜜胺聚磷酸盐（MPOP）、蜜胺焦磷酸盐（MPP）中一种或几种的混合物。

本发明的无卤素稳定化复合阻燃剂应用在热塑性工程塑料中有非常好的效果。其物料的组成与配比（质量份数）为：         

热塑性树脂                    45-60份

无卤素稳定化复合阻燃剂        15-25份

玻璃纤维（或填料）            0-35份

润滑剂、改性剂、抗氧剂       1- 6份。

基于上述配比的制备工艺为：按配方称量各物料，投入高速捏合机中高速混合，用双螺杆挤出机进行塑化、挤出、冷却、造粒，所述玻璃纤维或填料，需在挤出机的第二进料口连续均匀加入，再以粒料进入注塑机注塑成型，制成各种塑料制品。

本发明所述的无卤素稳定化复合阻燃剂可适用于下列塑料的阻燃：

尼龙6（PA6）、玻纤增强的PA6、填料填充的PA6；