[发明专利]一种无卤协效复合阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明涉及轻工、化工材料的技术领域，具体涉及一种无卤协效复合阻燃剂及其制备方法。该无卤协效复合阻燃剂是由阴离子插层改性的类水滑石与六氯环三磷腈通过硅烷偶联剂进行原位化学反应复合而成，并具有层状结构。该无卤协效复合阻燃剂的制备方法包括：第一步，阴离子插层改性的类水滑石的制备；第二步，无卤协效复合阻燃剂的制备。本发明的一种无卤协效复合阻燃剂，与类水滑石LDH或六氯环三磷腈相比，具有更加优异的阻燃和抑烟综合性能；本发明的阻燃剂除具有良好的热稳定性和阻燃性外，与环氧树脂等高分子材料具有很好的相容性。本发明的一种无卤协效复合阻燃剂，除了保留了六氯环三磷腈的环状结构外，还通过重建法制得了一些具有多酸根阴离子擦层改性的类水滑石，进而本申请在提高阻燃作用的同时，还能提高抑烟作用。

技术领域

本发明涉及轻工、化工材料的技术领域，具体涉及一种无卤协效复合阻燃剂及其制备方法。

背景技术

随着科学技术的发展，高分子材料已经大规模工业化生产，因高分子材料种类繁多、来源广泛且根据需求可以满足各种功能性的需求，因此，高分子材料如今已普遍应用于建筑、交通运输、农业、电器电子工业等国民经济主要领域和人们的日常生活中。但是高分子材料耐温性较差，而且燃烧过程中会产生大量的有毒有害物质，这将会造成巨大的安全隐患和财产损失。因此，为了提高高分子材料的阻燃性能以及降低有毒有害物质的产生，研究工作者对其做出了深入的研究。

传统的卤系阻燃剂虽然能够带给材料很好的阻燃性能，但是在燃烧的过程中会产生大量的烟雾及有毒、有腐蚀性的对环境和人体有害的卤化氢气体，不符合《RoHS》、《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》和《斯德哥尔摩公约》等环保法令的要求，目前，一些有机卤系阻燃剂就因为成分或者反应后的排放物达不到环保要求而被禁止或者限制。另外，无卤阻燃剂主要包括：无机阻燃剂、磷系阻燃剂、硼系阻燃剂、硅系阻燃剂等。其中无机阻燃剂主要有氢氧化镁、氢氧化铝、水滑石和一些氧化物等，这些无机阻燃剂拥有成本低，来源丰富，热稳定性好，不挥发，抑烟，燃烧过程中无毒，腐蚀性气体等优点。但是，由于在阻燃过程中添加量过大(通常大于20％)，且与高分子聚合物的相容性差等，严重限制了其在电子电器和交通航空运输设备等一些精密设施中的应用。磷系阻燃剂因低毒，低剂量，高效率且燃烧时会产生不可燃气体而得到了广泛的关注，其主要缺点就是相容性较差、易潮解和发烟量多等。硼系和硅系阻燃剂都具有良好的阻燃性能，且可以促进成炭，但因为价格和工艺等一系列的综合因素限制了其应用。

类水滑石作为一种新型无卤阻燃无机材料，具有原料来源广泛、价格低廉且合成简单，易工业化生产等优点。它是由带正电荷的金属氢氧化物层和层间电荷平衡阴离子构成的层状双金属氢氧化物。其独特的化学结构使其在阻燃过程中发挥了重要的作用，可以有效的提高高分子材料的热稳定性、阻燃性和抑烟性。但是由于类水滑石表面存在大量的羟基，这使其具有较强的亲水性，所以在阻燃高分子材料时，因为极性的差异导致其在高分子材料中分散性差，容易发生团聚，这使其对高分子聚合物的阻燃性能和机械性能都产生了不利的影响，限制了其应用。

发明内容

本发明的目的之一在于针对现有技术的不足，提供一种无卤协效复合阻燃剂，该无卤协效复合阻燃剂具有阻燃性能好且能在聚合物材料中良好分散的优点。

本发明的目的之二在于针对现有技术的不足，提供一种无卤协效复合阻燃剂的制备方法，该制备方法采用重建法，在类水滑石层之间插入具有阻燃和抑烟作用的阴离子，然后通过硅烷偶联剂的活性官能团将插层改性的类水滑石与六氯环三磷腈有机磷化合物原位化学反应复合，获得具有多种阻燃元素协效的复合型阻燃剂。

为了实现上述目的之一，本发明采用如下技术方案：

提供一种无卤协效复合阻燃剂，是由阴离子插层改性的类水滑石与六氯环三磷腈通过硅烷偶联剂进行原位化学反应复合而成，并具有层状结构。

所述阴离子插层改性的类水滑石具有式I表示的化学结构：