[发明专利]一种含氟硅氧烷阻燃剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及塑料助剂技术领域，具体涉及一种新型含氟硅氧烷阻燃剂及其制备方法与应用，该制备方法包括如下步骤：（1）将有机硅氧烷单体混合均匀，加入到溶解有催化剂和乳化剂的水溶液中，反应，得到有机聚硅氧烷核乳液；（2）将有机聚硅氧烷核乳液用碱液调节pH值，然后加入含氟苯乙烯单体和共聚单体，再加入引发剂、交联剂和链转移剂，反应，得到有机聚硅氧烷接枝含氟苯乙烯的聚合物乳液；（3）将聚合物乳液稀释后，加入破乳剂破乳，离心后烘干粉碎，制得所述新型含氟硅氧烷阻燃剂。本发明制得的新型含氟硅氧烷阻燃剂具有优异的阻燃性能，抗滴落效果好，且不影响高分子材料高聚物力学性能，还能改善基体树脂的力学性能和耐热性能等。

技术领域

本发明涉及塑料助剂技术领域，具体涉及一种新型含氟硅氧烷阻燃剂及其制备方法与应用。

背景技术

目前高分子材料高聚物已广泛应用于工业生产及日常生活中。大多数高分子材料高聚物都是易燃的，在可燃固体火灾中占有主导地位。因此阻燃型的高分子材料高聚物成为材料领域的一个重点研究方向，添加型阻燃剂是目前使用最为广泛的。目前，添加型阻燃剂的年使用量超过100万吨。其中：（1）无机阻燃剂如氢氧化镁和氢氧化铝虽然同时具有阻燃和抑烟作用且燃烧时不产生有毒气体和腐蚀性气体，但因所需的添加量较大而严重影响被阻燃材料的物理、机械性能及加工性能。（2）有机卤系阻燃剂虽然具有高阻燃效率和高性价比等特点，但因其起阻燃作用的HX是有毒的腐蚀性气体，对环境和人体有害，因此其应用领域已受到限制，已逐渐被淘汰。（3）无卤阻燃剂（IFR）具有低烟、无毒等优点，IFR以磷、氮、碳为主要核心成份，在受热时会产生协同阻燃效应；复配的IFR通常以聚磷酸（APP）为酸源，以双氰胺（MEL）为发泡剂，以季戊四醇（PER）为成炭剂，受高热时可生成均匀致密的炭质泡沫层，可隔热、隔氧、抑烟、防熔滴，具有很好的阻燃性能；但该类阻燃剂多为亲水性的，与高聚物基材相容性差，且所需的添加量较大，影响了阻燃高分子材料高聚物的物理性能，因此也不能满足高分子材料的需求。（4）有机硅阻燃剂是近年来发展的一种新型高效、低毒、防熔滴、环境友好的无卤阻燃剂，也是一种成炭型抑烟剂。有机硅阻燃剂在赋予基材优异的阻燃性能之外，还能改善基材的加工性能、耐热性能等；但因价格较贵，应用也受到一定限制。

据英国《聚合物降解与稳定》（Polymer Degradation and Stability, 90： 523-534, 2005）介绍，加入占体系总质量40％的由双氰胺硫酸铵和季戊四醇组成的膨胀阻燃剂所制得的阻燃聚丙烯才能达到UL-94V0级别，但因添加膨胀阻燃剂的总量较大而会导致材料的力学性能如拉伸强度和断裂强度下降。

据美国《聚合物科学杂志》（Journal of Polymer Science, partA： Polymerchemistry 42： 6163-6173, 2004）介绍，将有机蒙脱土与膨胀型阻燃剂协效阻燃聚丙烯时，当有机蒙脱土质量占体系总质量百分含量比为4％时，可以明显降低阻燃聚丙烯的热释放速率；但随着有机蒙脱土含量的增加（超过4％后）因团聚加剧，其阻燃效果反而下降。另外，现有采用熔融共混法制得含有氮磷类膨胀阻燃剂或者含有氮磷类膨胀阻燃剂和阻燃增效剂的阻燃聚合物虽然具有低烟无毒和耐溶滴等特性，但阻燃效果仍不够理想，耐溶滴性还有待提高，且因所需添加的阻燃剂量较大而会使材料的力学性能如拉伸强度、断裂强度下降。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种新型含氟硅氧烷阻燃剂的制备方法，该制备方法采用间歇法的单体加入方式，简化了聚合反应过程，提高了整体反应效率，步骤简单，操作控制方便，质量稳定，可大规模工业化生产。

本发明的另一个目的在于提供一种新型含氟硅氧烷阻燃剂，该新型含氟硅氧烷阻燃剂具有优异的阻燃性能，抗滴落效果好，且不影响高分子材料高聚物力学性能，还能改善基体树脂的力学性能和耐热性能等。

本发明的还一个目的在于提供一种新型含氟硅氧烷阻燃剂的应用，该新型含氟硅氧烷阻燃剂应用于聚碳酸酯中阻燃效果好，且可以明显改善基体树脂的抗滴落效果。