[发明专利]一种蒙脱石改性纳米氢氧化铝复合无机阻燃剂的制备方法

说明书

一种蒙脱石改性纳米氢氧化铝复合无机阻燃剂的制备方法，所述复合无机阻燃剂由阴离子型蒙脱石和纳米氢氧化铝的制备而成；所述纳米氢氧化铝颗粒的等效直径为5‑30nm，所述阴离子型蒙脱石的等效直径在0.5‑2μm。所述方法步骤如下：（1）阴离子型蒙脱石的制备；（2）纳米氢氧化铝的制备。本发明在保持氢氧化铝的阻燃作用的同时，利用蒙脱石的阻燃、耐热、补强、气热阻隔、促进高分子材料燃烧过程中成炭作用，进而更好地提升高分子材料的阻燃性能，降低氢氧化铝的使用量，同时提高了高分子材料的综合力学性能，对氢氧化铝的阻燃应用发展具有重大意义。

技术领域

本发明涉及一种蒙脱石改性纳米氢氧化铝复合无机阻燃剂的制备方法，属精细化工技术领域。

背景技术

随着塑料、橡胶等高分子材料的大规模应用，阻燃材料对确保社会经济发展和人们生命财产安全至关重要，高分子材料的阻燃、抑烟问题已经成为阻燃领域的重大问题，特别是在当前安全和环保的热烈呼吁下，无机阻燃粉体材料是一种集阻燃、抑烟、填充三大能于一体的绿色阻燃材料，也是一种最重要的功能粉体材料。

氢氧化铝属于无机阻燃剂，来源广泛，无毒、不释放烟雾、环保性好，阻燃机理是燃烧时释放出结合的水，同时吸收大量的热量，同时水解后生成的氧化铝是良好的耐火材料，降低了有机材料的可燃性，被作为一种绿色环保型阻燃剂广泛应用于聚乙烯、聚氯乙烯、三元乙丙橡胶及不饱和聚酯中，是煤矿用输送带、通风管道、电线电缆、阻燃塑胶地板等阻燃材料的低烟无卤阻燃剂、抑烟剂、填充剂。但是氢氧化铝作为无机阻燃剂，存在添加量大、燃烧成炭性差、阻燃效率低、会降低高分子材料的物理力学性能等问题，限制了其应用前景。

蒙脱石是一种新型无机阻燃材料，由于蒙脱石片层具有优异的阻燃、耐热、气热阻隔、促进成炭和补强作用，在高分子材料在燃烧的过程中，蒙脱石片层就可以阻隔内部因高分子材料分解而产生的可燃小分子向燃烧表面迁移，同时又可延缓外界的空气向燃烧内部迁移，同时燃烧后可形成热稳定好、具有阻隔性能的多层硅酸盐纳米复合结构炭层，促进成炭，从而使材料具有良好的阻燃性能。可直接用于塑料、橡胶等高分子材料的阻燃填充，有时也会与传统阻燃剂协同使用，能提升高分子材料的阻燃性能及综合力学性能。

发明内容

本发明的目的是，为了提升氢氧化铝在高分子材料的阻燃性能和补强效果，利用蒙脱石的阻燃、耐热、气热阻隔和促进成炭功能，本发明公开一种蒙脱石改性纳米氢氧化铝复合无机阻燃剂的制备方法。

本发明实现的技术方案如下，一种蒙脱石改性纳米氢氧化铝复合无机阻燃剂的制备方法，所述复合无机阻燃剂由阴离子型蒙脱石和纳米氢氧化铝的制备而成；所述纳米氢氧化铝颗粒的等效直径为5-30nm，所述阴离子型蒙脱石的等效直径在0.5-2μm；所述方法步骤如下：

(1)阴离子型蒙脱石的制备：

将蒙脱石粉末加入水中，超声震荡法将其分散剥离，升温至25-90℃，加入复合改性剂和阴离子型表面活性剂，机械搅拌研磨或超声振荡1-48h；然后滴加一定质量数的氨水，反应1-12h，得到等效直径为0.5-2μm的阴离子型蒙脱石溶液。

(2)纳米氢氧化铝的制备：

在制备的阴离子型蒙脱石溶液中，变速滴加一定质量数的氯化铝，在蒙脱石片层上沉淀5-30nm的氢氧化铝；其反应产物经过水洗、离心、置于真空干燥箱中干燥24h，得到一种纳米氢氧化铝改性蒙脱石复合无机阻燃剂。

所述复合改性改性剂与蒙脱石的质量比为1:4－1:6。

所述阴离子型表面活性剂与蒙脱石的质量比为1:80－1:100。

所述氨水与蒙脱石的质量比为1:90－1:600。

所述阴离子型表面活性剂为：十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十六醇磷酸酯钠中的其中一种或者它们的混合物。