[发明专利]一种基于孔状无机物的有机硅阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子助剂技术领域，具体涉及一种基于孔状无机物的有机硅阻燃剂及其制备方法，该制备方法包括：有机聚硅氧烷核乳液的合成和基于孔状无机物的有机硅阻燃剂的制备。本发明的制备方法通过在合成有机聚硅氧烷核乳液后，加入孔状无机物，由于孔状无机物孔内外存在压力差，有机硅阻燃剂会因压力差渗透至无机物孔中，制备的基于孔状无机物的有机硅阻燃剂既具有无机物的耐热分解性，也具有有机硅优异的阻燃性能，工艺简单，成本低。

技术领域

本发明涉及高分子助剂技术领域，具体涉及一种基于孔状无机物的有机硅阻燃剂及其制备方法。

背景技术

在常见的阻燃剂中——有机卤系阻燃剂阻燃性能优异，添加量少，但在燃烧时烟雾量大，并且释放出来的卤化氢气体具有高度腐蚀性。

有机磷系阻燃剂大多为液体，挥发性大，耐热性差。如常见的有磷酸三甲苯酯、磷酸三丁酯和三异丙基磷酸酯。

膨胀型阻燃剂一般由炭源、酸源及气源组成，以磷、氮为有效成分，常见的有三聚氰胺盐等，但这类阻燃剂与聚合物的相溶性差，使聚合物的力学性能、电性能和绝缘性能下降，尤其是拉伸强度、抗冲击强度大副度下降，易吸湿，使聚合物的抗水性下降，导致工程上难以应用。

无机系阻燃剂的主要特点是在高分子材料中添加量大(一般＞50％)易导致材料的加工性能和物理性能下降。

因此，有必要研发一种新型的具有高效、无毒、低烟、防滴落、无污染的特性，且其用量少对制品的性能影响很小的无卤阻燃剂。

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基于孔状无机物的有机硅阻燃剂的制备方法，该制备方法通过在合成有机聚硅氧烷核乳液后，加入孔状无机物，由于孔状无机物孔内外存在压力差，有机硅阻燃剂会因压力差渗透至无机物孔中，制备的基于孔状无机物的有机硅阻燃剂既具有无机物的耐热分解性，也具有有机硅优异的阻燃性能，工艺简单，成本低。

本发明的另一目的在于提供一种基于孔状无机物的有机硅阻燃剂，该有机硅阻燃剂可以大幅提高材料的阻燃性能，快速成炭，持久防火，高效低添加，无任何卤素元素；且结构稳定，热稳定性优异，阻燃剂经过长时间不会迁移至制品表面。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于孔状无机物的有机硅阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：

A、有机聚硅氧烷核乳液的合成：

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，在30～80℃温度下反应5～10h，得到有机聚硅氧烷核乳液；其中，有机硅氧烷单体的总质量为水质量的40％～60％，催化剂的用量为有机硅氧烷单体质量的1％～5％，乳化剂的用量为有机硅氧烷单体质量的1％～20％；

B、基于孔状无机物的有机硅阻燃剂的制备：

B1、将孔状无机物均匀分散于有机聚硅氧烷核乳液中，在1000～2000rpm转速下高速剪切搅拌1-2h；其中，孔状无机物的质量为有机聚硅氧烷核乳液质量的5％-50％；

B2、待有机聚硅氧烷核乳液与孔状无机物均匀混合后，加入破乳剂在50～80℃温度下升温熟化6-10h；其中，破乳剂的用量为混合物质量的0.5-3倍；

B3、对反应产物进行洗涤、离心，烘干干燥，制得所述基于孔状无机物的有机硅阻燃剂。

优选的，所述步骤A中，有机硅氧烷单体是由苯基硅氧烷单体、环状硅氧烷单体和乙烯基硅氧烷单体以重量比4-8：2-6：0.1-1.0组成的混合物。

本发明通过采用苯基硅氧烷单体、环状硅氧烷单体和乙烯基硅氧烷单体作为有机硅氧烷单体复配使用，并控制其重量比为4-8：2-6：0.1-1.0，可以提高树脂的阻燃性、防水性、防油性、防雾性、防污性、去污性、耐湿性、润滑性、耐磨耗性、防粘性、耐化学药品性和耐擦伤性。