[发明专利]一种P型分子筛-红磷协同阻燃剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种P型分子筛‑红磷协同阻燃剂的制备方法，所述方法将P型分子筛与一定量0.1mol/L的NiCl₂溶液混合，在60℃下离子交换30‑120min后，过滤、洗涤、干燥，然后放在石英管反应器中，在400‑450℃下通入氢气10‑100min，之后在410‑440℃下通入磷化氢2‑10h，最后将样品在隔绝空气的反应容器内在260‑290℃下加热保温10‑60min，得到孔道内负载5‑33%（质量比）红磷的P型分子筛‑红磷协同阻燃剂。本发明制备工艺较简单，解决了单独使用红磷阻燃剂存在的不足，制备的阻燃剂具有良好的阻燃性能。

技术领域

本发明属于阻燃剂技术领域，具体涉及一种P型分子筛-红磷协同阻燃剂的制备方法。

背景技术

随着人们健康环保意识的增强，寻求环保、低毒、高效、多功能的阻燃剂已成为阻燃剂行业的必然趋势。超细化技术、微胶囊化技术、复配技术、交联技术等阻燃新技术正在不断发展。

在现代阻燃技术中，阻燃剂的复配是极其重要的一个方面。复配就是利用阻燃剂之间的相互作用，以提高阻燃性能，即阻燃剂的协同效应。具有协同效应的阻燃体系阻燃效果好，阻燃性能增强，既可以阻燃又可以抑烟，还具有一些特殊的功能，应用范围广，成本低，能显著提高经济效益，是实现阻燃剂无卤化的有效途径之一。红磷与其他阻燃剂并用时，具有显著的阻燃增效作用。

无机阻燃剂具有稳定性好、无毒或低毒、腐蚀性小、价格低廉等特点，但其阻燃效率低，通常需要大量添加才能有较好的阻燃效果。因此，在提高制品阻燃性能的同时，其加工性能变差，力学性能大幅下降，严重影响产品的质量。研究表明：阻燃剂的粒度越小，在基材中分散度越大，阻燃效果越好。近年来，纳米技术发展迅速，纳米材料得到广泛应用，现在使用的阻燃剂粒径一般在微米级，如果降低到纳米级，阻燃效果将显著提高，阻燃剂的添加量将大幅度降低，可解决材料阻燃性能与力学性能之间的矛盾。

磷系阻燃剂由于其高效、低毒、低烟成为阻燃剂的热门材料，尤其红磷是一种优良的阻燃剂，其阻燃机理为：受热分解，形成具有极强脱水性的偏磷酸，从而使燃烧的聚合物表面炭化，炭化层一方面可减少可燃气体的放出，另一方面还具有吸热作用；另外，红磷与氧形成PO·自由基进入气相后，可捕捉大量H·、HO·自由基。但红磷在使用时，存在以下问题：易燃，易爆炸，与空气长期接触会放出剧毒PH₃气体；本身为红色，易使制品着色；容易吸水，与聚合物兼容性差。上述缺点严重限制了红磷的直接应用。将红磷经微胶囊化技术处理，可克服红磷性能上的上述缺点，消除红磷在贮运、生产、加工过程中的隐患：二是可以白度化，以淡化红磷的颜色，拓宽红磷的应用范围；三是可改善与基材的相容性，减小对基材物理力学性能的影响；四是可通过对囊材的选择，实现多种阻燃元素(阻燃剂)的复配，提高阻燃抑烟效能。杜龙超等研究了水滑石和红磷微胶囊对乙烯-醋酸乙烯共聚物的协同阻燃效果（Longchao Du, Baojun Qu and Zhenjin Xu. Flammability characteristics andsynergistic effect of hydrotalcite with microencapsulated red phosphorus inhalogen-free flame retardant EVA composite. Polymer Degradation and Stability91 (2006) 995-1001.）。虽然红磷微胶囊的阻燃效果不错，但是其制备工艺较复杂，阻燃剂颗粒大小不易控制，限制了其广泛的使用。