[发明专利]一种无机阻燃剂和制备方法及应用

说明书

一种无机阻燃剂和制备方法及应用，它涉及一种无机阻燃剂和制备方法及应用。本发明的目的是要解决现有金属氢氧化物阻燃剂的阻燃效率差，较高的填充量会恶化材料的机械性能的问题。一种无机阻燃剂按重量份数由100份无机阻燃剂和0.01份～20份聚碳硅烷制备而成。方法一：一、制备聚碳硅烷溶液；二、混合。方法二：将聚碳硅烷与无机阻燃剂投入高速搅拌机中混合。方法三：将聚碳硅烷与无机阻燃剂投入球磨机中球磨。一种无机阻燃剂用于制备无卤阻燃聚烯烃材料。本发明制备的无卤阻燃聚烯烃材料的氧指数(OI)为25～40，拉伸强度为10MPa～20MPa，伸长率为180％～450％。本发明可获得一种无机阻燃剂。

技术领域

本发明涉及一种无机阻燃剂和制备方法及应用。

背景技术

在聚合物阻燃领域中，除卤系阻燃剂及部分磷-氮复合阻燃剂能够发挥出优异的气相阻燃作用之外，其余阻燃体系如金属氢氧化物阻燃体系、膨胀阻燃体系等，主要以凝缩相阻燃为主。由于环保理念的不断深入，燃烧时能够产生有毒烟气的卤系阻燃剂的应用逐渐被禁止，而对于金属氢氧化物阻燃剂而言，由于金属氢氧化物阻燃剂阻燃效率偏低，往往需要较高的填充量(50wt％～60wt％)才能满足使用过程中的阻燃等级要求(OI＞30)，然而，较高的填充量会恶化材料的机械性能，使得材料的实际应用受到很大程度的限制。

目前，解决因金属氢氧化物等无机阻燃剂用量大而材料机械性能恶化的常用方法一般有两种，一种是利用表面处理剂如硅烷偶联剂、高级脂肪酸等对阻燃剂粉体表面进行改性，通过改善粉体在聚合物基体中的相容性而改善机械性能；另一种是通过与某些阻燃剂或协效剂复配使用来提高金属氢氧化物阻燃剂的阻燃效率，如Masoomi等(DOI:10.1002/app.40452)报道用2wt％有机改性蒙脱土与53wt％氢氧化镁协效阻燃PE/EVA，氧指数可达35。然而，迄今为止这两种方法对提高金属氢氧化物阻燃剂的阻燃效率程度十分有限，不能够有效地降低阻燃剂的添加量。

聚碳硅烷高分子化合物很早就被人们合成出来，但是并没有引起人们的兴趣。20世纪70年代，日本东北大学的矢岛教授发现了新的合成聚碳硅烷的方法，并由此制备出在可极高温度下长期使用的碳化硅纤维，此后，聚碳硅烷才引起人们的兴趣。聚碳硅烷是目前高技术新材料中新出现的先驱体高分子中最重要的化合物，主要用于制备碳化硅系列的高技术陶瓷材料，其中以碳化硅纤维最具代表性，为了进一步提高陶瓷材料耐高温性能、降低脆性，先后制备出了含金属、含硼、含氮等一系列先驱体材料。然而，在聚合物阻燃领域迄今没有聚碳硅烷协效阻燃的相关报道。

发明内容

本发明的目的是要解决现有金属氢氧化物阻燃剂的阻燃效率差，较高的填充量会恶化材料的机械性能的问题，而提供一种高效无机阻燃剂和制备方法及应用。

一种高效无机阻燃剂按重量份数由100份无机阻燃剂和0.01份～20份聚碳硅烷制备而成。

一种高效无机阻燃剂的制备方法，具体是按以下步骤完成的：

①、将聚碳硅烷溶解到二甲苯中，得到聚碳硅烷溶液；

步骤①中所述的聚碳硅烷与有机溶剂的用量比为(0.01～20):(2～20)；

②、将聚碳硅烷溶液与无机阻燃剂投入高速搅拌机中，再在搅拌速度为1000r/min～2000r/min下高速混合1min～5min，得到混合粉体；将混合粉体在温度为80℃～120℃下干燥1h～8h，得到高效无机阻燃剂；

一种高效无机阻燃剂的制备方法，具体是按以下步骤完成的：

将聚碳硅烷与无机阻燃剂投入高速搅拌机中，再在搅拌速度为1000r/min～2000r/min下高速混合1min～5min，得到高效无机阻燃剂；

所述的聚碳硅烷与无机阻燃剂的重量比为(0.01～20):100。

一种高效无机阻燃剂的制备方法，具体是按以下步骤完成的：