[发明专利]一种磷酸铝分子筛阻燃剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于无卤阻燃材料制备领域，涉及无卤阻燃剂改性及其制备领域，具体为一种磷酸铝分子筛阻燃剂及其制备方法。

背景技术

随着高分子材料及其合金材料广泛应用于电子、建筑、交通等领域，其本身的安全问题也日渐突出。由于高分子材料大多具有易燃性，为了避免火灾等安全事故，对材料阻燃性能的要求也越来越高。

目前，在已开发的阻燃体系中，卤/锑类尤其是溴锑类占了很大一部分比例。其具有阻燃效率高、用量小、对材料的性能影响小的优点。然而，随着环境要求的提高，低卤/无卤阻燃剂的研究与开发越来越受到各研究单位的重视。

传统的阻燃剂有氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、三聚氰胺氰尿酸盐等等。常用的无机阻燃助剂有(1)锑系：三氧化二锑、五氧化二锑、锑酸钠等。(2)钼系：三氧化二钼、八钼酸铵。(3)锡系：锡酸锌、锡酸钠。(4)其他：二茂铁、蒙脱土等。目前，使用多种阻燃剂复配，利用不同阻燃剂的协同效应以期获得更高的阻燃效率已经成为目前研究的热点之一。

分子筛是一种非常常见的无机化工原料。分子筛用于阻燃领域，目前已有报道。东丽纤维研究所(中国)在专利CN101338201A中公开了一种“含介孔分子筛的有机-无机复合阻燃剂及其制备方法”，该阻燃剂包含0.1％～50％质量的介孔分子筛和50％～99.9％质量的有机阻燃剂。该发明制得的复合阻燃剂是一种新型高效的无卤复合阻燃剂。

中南林业大学在专利文献CN102660301A中公开了“一种氧化铁掺杂介孔分子筛抑烟剂的制备方法”。该发明以介孔分子筛为载体，通过超声分散、蒸发浓缩引入铁前驱体，后经高温煅烧，得到氧化铁掺杂的介孔分子筛抑烟剂。该抑烟剂具有很高的比表面积，可以对阻燃过程中释放的烟雾毒气有高吸附容量和选择性吸附作用。

目前分子筛材料由于其本身具有很高的比表面积和良好的热稳定性，以及独特的纳米反应器结构和催化作用作为阻燃剂已经被国内外广泛报道。但是目前主要是将其作为固体酸催化剂、膨胀阻燃体系的协效剂或抑烟剂。

发明内容

本发明利用分子筛材料的特点，将其与阻燃剂复合，提供一种具有优异协效作用的分子筛-有机无机复合阻燃剂及其制备方法，具体是一种磷酸铝分子筛阻燃剂及其制备方法。本发明涉及的复合阻燃剂为分子筛材料的无卤复合阻燃剂，选用的分子筛材料为具有阻燃性能的磷系阻燃剂，而分子筛自身的微孔特性，提高了本发明复合阻燃剂的抑烟性能，分子筛结构的微孔作为微型的反应器，可以与添加的主阻燃剂及协效阻燃剂充分相容，将阻燃协效作用充分发挥。通过在磷酸铝分子筛中引入过渡金属原子，使分子筛和阻燃剂之间产生协效阻燃效果更好。本发明涉及复合阻燃剂阻燃性能好，抑烟效果良好，且阻燃剂的添加量少。同时，该复合阻燃剂为无卤阻燃剂，对环境友好，绿色环保。同时，该复合阻燃剂对基体材料的力学性能影响较小，相容性好，防迁移。

本发明所采用的技术方案为：

一种磷酸铝分子筛阻燃剂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：磷酸铝分子筛1～5份，主阻燃剂1～5份，阻燃协效剂1～3份，抗滴落剂0.1～0.3份；

所述的主阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐、六苯氧基环三磷腈、聚磷酸铵中的一种或几种。

优选的，所述的磷酸铝分子筛为AlPO-5、AlPO-11、AlPO-18、AlPO-31、AlPO-34、AlPO-40、硅磷酸铝分子筛和相应的金属掺杂的杂原子磷酸铝分子筛中的一种或几种。

优选的，所述金属掺杂的杂原子磷酸铝分子筛所用的金属为铁、铜、镍、镁、钴中的一种。

优选的，所述的阻燃协效剂为三氧化二锑、次磷酸铝、硼酸锌、蒙脱土中的一种或几种。

优选的，所述的抗滴落剂为聚四氟乙烯类抗滴落剂。

本发明还提供了一种磷酸铝分子筛阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按照上述的重量份称取原料，将磷酸铝分子筛、主阻燃剂、阻燃协效剂、抗滴落剂加入高速混合机中升温至80-120℃高速混合1-2h，降低温度冷却至40-50℃后粉碎、过筛、包装后得到磷酸铝分子筛阻燃剂。

本发明的有益效果：

①本发明涉及的磷酸铝分子筛阻燃剂为分子筛材料的无卤复合阻燃剂，选用的分子筛材料为具有阻燃性能的磷系阻燃剂，而分子筛自身的微孔特性，提高了本发明复合阻燃剂的抑烟性能，分子筛结构的微孔作为微型的反应器，可以与添加的主阻燃剂及协效阻燃剂充分相容，将阻燃协效作用充分发挥。通过在磷酸铝分子筛中引入过渡金属原子，使分子筛和阻燃剂之间产生协效阻燃效果更好。