[发明专利]一种层状复合金属氢氧化物及其多功能母粒制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工材料技术领域，特别涉及一种层状复合金属氢氧化物及其多功能母粒制备方法。

背景技术

高分子材料的功能化和性能的提升，如热稳定性、阻燃抑烟性等通常采用添加功能材料助剂的方法。由于环保的要求，传统的含卤阻燃剂、含铅热稳定剂等已经逐渐被限制使用。层状复合金属氢氧化物具有结合紧密的氢氧化物层和处于层间的阴离子，俗称水滑石。其比较突出的化学性质是可逆的阴离子交换和热分解性质，因其特殊的性质被广泛用作热稳定剂、阻燃剂、吸酸剂等高分子材料添加剂。但目前的制备方法存在副产物多、后处理量大、经济性差的问题。用于塑料或其它制品时由于结晶不完整、水分含量高、比表面大、吸油值高，导致水滑石粉体因团聚无法分散、热稳定性不足、容易产生起泡、黄变等问题，加工使用困难，添加量受到限制。

发明CN200510024690.5涉及Mg-Al水滑石热稳定剂及其制备方法领域。发明所述的Mg-Al水滑石热稳定剂的制备方法包括下列步骤：a、将镁盐和铝盐以摩尔比为1∶1～8∶1的比例混合，配成质量浓度为20％～80％的混合盐水溶液；b、将两种碱性无机钠盐配成质量浓度为5％～50％的共沉淀剂水溶液；c、将上述共沉淀水溶液滴入混合盐溶液中，滴加完毕后经过水热晶化处理6～36小时,后处理即可。

以此种方法制备水滑石，由于工业氯化铝AlCl₃·9H₂O、硫酸铝Al₂(SO₄)₃·18H₂O，硝酸铝Al(NO₃)₃·9H₂O带有大量结晶水，导致工业化生产1吨水滑石过程中使用固体原材料为5吨左右，原材料用量、原材料成本、运费及人力成本较高，产率低。得到的水滑石粉体，易飞扬，吸水性强，在湿润条件下极易粘附于金属表面；由于比表面积大，不易于分散在基体树脂中；由于含结晶水及后期易吸水，在高分子材料加工时会因水分含量高导致气泡问题，影响其使用。水滑石添加到高分子材料中，在热加工过程中很容易脱去层间水分，从而引起变色、性能不稳定等现象。

且干粉状水滑石作为添加剂在生产和应用中有大量的粉尘飞扬，容易造成工作场所粉尘超标，严重影响工作人员的身体健康，并会对生态环境造成污染。分散问题对于使用者也是一个难点，制备成母粒，简化使用者使用流程，解决各种分散剂后加工问题，可使使用者根据配方需要进行添加，

发明内容

本发明的目的是提供一种层状复合金属氢氧化物及其多功能母粒制备方法。首先以偏铝酸钠NaAlO₂、NaOH、Na₂CO₃的碱溶液和二价金属的盐溶液为原料在高温高压下进行反应，再将反应得到的产物进行表面改性，得到改性的层状结构复合金属氢氧化物粉体，然后与高分子材料复合，制备出功能性母粒。与直接添加纳米材料相比，易于分散加工，方便使用。

本发明所述的多功能母粒的组成包括30-80质量份的纳米层状复合金属氢氧化物、15-65质量份的载体树脂、3-环氧丙烷、分散剂、加工助剂；3-环氧丙烷的添加量为纳米层状复合金属氢氧化物质量的0.5-15％，分散剂的添加量为纳米层状复合金属氢氧化物质量的1-35％，加工助剂的添加量为载体树脂质量的1-35％。

所述的载体树脂选自EVA(乙烯醋酸乙烯酯)、PVC、PE(聚乙烯)、PP、PET、EP(环氧树脂)、PA6、PBT、TPE、PA、ABS、PS、UPR中的一种或几种。

所述的分散剂为低分子蜡、改性低分子聚乙烯、硅酸酯、磷酸酯、白油、松节油、矿物油、硅油、羟基硅油、异丙醇、硬脂酸及其盐、酰胺聚合物中的一种或几种。

所述的低分子蜡包括聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、EVA蜡、氧化聚乙烯蜡、苯乙烯共聚物蜡、聚氯乙烯蜡、改性聚苯乙烯蜡(CMPS-1)、乙烯-乙酸乙烯蜡(LuwaxEVA-3)中的一种或几种。氧化聚乙烯蜡更适合聚苯乙烯载体树脂。

所述的酰胺聚合物为乙撑双硬脂酰胺(EBS)、芥酸酰胺。

所述的硬脂酸盐为硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌的一种或几种。

所述的加工助剂为马来酸酐接枝树脂、MBS(甲基丙烯酸甲酯—丁二烯—苯乙烯共聚物)、丙烯酸酯类共聚物(ACR)、氯化聚乙烯(CPE)中的一种或几种。

所述的马来酸酐接枝树脂包括马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝POE。