[发明专利]低烟型次磷酸铝复配阻燃剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种阻燃剂，尤其涉及了一种低烟型次磷酸铝复配阻燃剂及其制备方法。

背景技术

研究表明，在火灾中，烟是最先产生和最易致死的因素。据专家统计，世界上因火灾事故而死亡的人中，80％以上是因为高分子材料燃烧放出的烟雾和毒性气体使人窒息而死，并非明火烧身而亡。高分子材料在燃烧时产生较多的烟雾和有毒气体，这种烟雾气体是火灾中最危险的因素，因为它们的扩散速度远大于火焰的扩散速度，在火灾中妨碍了人们的撤离和扑灭工作，从而使生命财产遭受严重损失。因此在阻燃研究领域，阻燃与抑烟问题是两个永恒的话题。

塑料是在家电仪表、电子、汽车等方面应用十分广泛的一种聚合物材料。因为塑料具有易燃的特点，所以通常需要对其进行阻燃处理，使用的阻燃剂按是否含卤素可以分为卤系阻燃剂和无卤阻燃体系。传统含卤阻燃剂虽然阻燃效率高，但其燃烧会产生大量有毒、腐蚀性气体，目前阻燃剂的发展趋势是无卤化。次磷酸铝是一种新型的无卤阻燃剂，其磷含量高，具有热稳定性好、水溶性小、阻燃效力大等优点，并且在加工中不引起聚合物的分解，也不影响塑料模制组合物。但次磷酸铝的抑烟性能有待进一步提高，因此通过复配技术使次磷酸铝兼具阻燃、抑烟功能，同时不影响聚合物力学性能，又符合环境保护要求则会具有很好的工业应用前景。

发明内容

本发明的目的在于针对现有性能不足，提供了一种具有良好的阻燃及抑烟性能的低烟型次磷酸铝复配阻燃剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种低烟型次磷酸铝复配阻燃剂，该阻燃剂是由30-60重量份的次磷酸铝、20-40份的水滑石、20-40份的硼酸锌、5-10份的硅藻土、5-10份的氧化镁和1-3份的偶联剂经混合、筛分后制成。

作为优选，阻燃剂是由40-50重量份的次磷酸铝、25-35份的水滑石、25-35份的硼酸锌、6-8份的硅藻土、6-8份的氧化镁和1-2份的偶联剂经混合、筛分后制成。

进一步的，所述偶联剂为钛酸四丁酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。

一种低烟型次磷酸铝复配阻燃剂的制备方法，依次包括以下步骤：

S1.按照阻燃剂各组分的重量份数称取次磷酸铝、水滑石、硼酸锌、硅藻土、氧化镁和偶联剂；

S2.将准备好的各组分投入到具有水冷功能的高速混合机中混合均匀，混合时间为40-80min，并且在混合过程中控制混合机中的物料温度低于100℃。

S3.将混合均匀后的物料输送至振动筛中进行初步筛分，然后将初步筛分的物料输送至离心筛进一步筛分；

S4.将从离心筛筛分出来的物料进行包装，即得阻燃剂成品。

本发明的制备方法中使用的振动筛采用ZS系列的振动筛，如型号为ZS-650型的振动筛，其电机1.5kw，转速1370rpm；离心筛采用的型号为LXS-300型。

本发明的原料中，次磷酸铝是一种新型的无卤阻燃剂，其热稳定性好、水溶性小、阻燃效力大，适用于PA、PS、HIPS、ABS、PC-ABS、PC等，但抑烟性能不足，复配后抑烟效果明显提高；水滑石(LDHs)是一类具有层状结构的新型无机功能材料，统称是层状双羟基复合金属氧化物，LDHs在受热时，其结构水合层板羟基及层间离子以水合CO₂的形式脱除，起到降低燃烧气体浓度，阻隔O₂的作用；LDHs的结构水，层板羟基以及层间离子在不同的温度内脱离层板，从而可以在较低的范围内(200-800℃)释放阻燃物质。在阻燃过程中，吸热量大，有利于降低燃烧时产生的高温，可以作为无卤高抑烟阻燃剂，广泛应用于塑料、橡胶、涂料等领域。硼酸锌是最早使用的阻燃剂之一，也是重要的无机阻燃剂，其特点为热稳定性好、毒性低、消烟，与其它阻燃剂复配效果良好，添加后可减少材料燃烧烟浓度。硅藻土质轻而软，易研成粉末，具有很强的吸附能力和气体阻隔性能，作为填料使用可降低材料成本。氧化镁可以作为阻燃剂使用，其与次磷酸铝有协同作用，可以抑制烟雾的产生。

本发明的优点如下：

1.本发明采用具有抑烟功能的水滑石、硼酸锌与次磷酸铝复配。复配产品中的水滑石、硼酸锌具有良好的阻燃及抑烟性能。

2.本发明采用硅藻土参与复配，其吸附能力和气体阻隔性能提高了次磷酸铝阻燃和抑烟性能。

3.本发明采用具有协同效应的氧化镁与次磷酸铝复配。复配产品中的氧化镁与次磷酸铝协同抑制烟雾产生。