[发明专利]一种改性介孔氧化铝阻燃剂的制备方法及其应用

说明书

本发明涉及一种改性介孔氧化铝阻燃剂的制备方法及其应用，改性介孔氧化铝阻燃剂在制备时包括介孔氧化铝的制备、阻燃剂的制备、表面改性的介孔氧化铝的制备等步骤，制备得到的阻燃剂与橡胶、硫化剂、促进剂等原料开炼制备得到含改性介孔氧化铝阻燃橡胶。与现有技术相比，本发明制备得到的改性介孔氧化铝由于磷含量较高，阻燃效果明显，而且纳米氧化铝所具备的纳米孔径结构可以很好的作为烟气催化降解的载体，进而抑制烟气的散发；该载体还可催化及促进体系生成更多的炭层，进一步提升复合材料的阻燃效果。这种介孔氧化铝具有纳米结构，可对天然橡胶起到一定程度的补强作用，会使其机械性能得到较大程度的提升。

技术领域

本发明涉及阻燃剂领域，尤其是涉及一种改性介孔氧化铝阻燃剂的制备方法及其应用。

背景技术

介孔材料是孔径在20-50nm的多孔材料。上世纪九十年代以来,有序介孔材料由于其特殊的性能已经成为目前国际上跨学科的研究热点之一。从最初的硅基介孔材料到其他非硅基介孔材料,各种形貌与结构的介孔材料已被制备出来。与经典的微孔分子筛相比，介孔材料具有特殊的优点，不仅拥有相对较大的孔径，同时比表面积和孔壁厚度也表现出众，而且具有更强的稳定性；介孔材料孔道的大小在一定范围内连续可调，可用作纳米级的反应场所。

介孔材料是以表面活性剂作为模板剂，通过乳化或微乳、溶胶--凝胶等化学方法，利用无机物和有机物两者间的界面作用，从而组装生成的无机介孔材料。

介孔材料的主要特征有以下几点：具有规则的孔道结构，在X射线衍射图谱上的低角度方向有强的Bragg衍射峰存在；孔径的分布窄，孔径的大小可以在1.5～10nm之间进行调节；具有极大的比表面积，可以高达1000m²/g；通过把合成条件优化或者经后续处理，介孔材料具有良好的热稳定性和较好的水热稳定性；介孔材料具有规则外形，并且可以在微米尺度内保持高度良好的孔道有序性；在介孔材料的表面富含大量的不饱和基团。

阻燃剂，顾名思义就是能有效阻碍火灾的制剂，使易燃材料经处理或添加后变得难燃甚至不燃，它是赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂。由于高分子材料的易燃性阻燃技术因此受到全球性的关注从20世纪60年代起一些发达国家开始生产和应用阻燃塑料20世纪70年代国外阻燃剂的消费量和品种快速增长年增长率为6-8％目前阻燃剂的消费量已跃居塑料助剂第二位成为仅次于增塑剂的大品种。

目前使用量较大的是磷系阻燃剂，有机磷化合物是添加型阻燃剂,例如中国专利CN104356565B、CN101338201B等。这种类型的阻燃剂具有阻燃增塑双重功能，该类阻燃剂燃烧时产生的偏磷酸可以形成稳定的多聚体,覆盖于可燃材料表面隔绝外部氧气进入和内部可燃性气体溢出,起到阻燃作用其阻燃效率高可达溴化物的4-7倍。磷系阻燃剂具有低卤无卤低烟低毒的特性其用量少效率高符合阻燃剂的发展方向在阻燃剂领域倍受关注在我国具有较大的发展潜力和空间。但磷系阻燃剂存在发烟量大、热稳定差的缺陷。需要进一步的改进。而现有的普通氧化铝作为阻燃剂的载体，其粒径通常较大，一般粒径是微米或毫米级别，因此会对聚合物基体的结构造成一定程度的破坏，在一定程度上会降低材料的机械性能。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种改性介孔氧化铝阻燃剂的制备方法及其应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种改性介孔氧化铝阻燃剂的制备方法，包括：

介孔氧化铝的制备

将十二烷基三甲基硫酸钠溶解，加入聚乙二醇混合均匀，加入硝酸铝静置反应，十二烷基三甲基硫酸钠、聚乙二醇、硝酸铝的质量比为0.05-0.07:0.5-2:1-3，经洗涤、离心、干燥，在500-600℃的马弗炉中煅烧1-4h得到介孔氧化铝；

阻燃剂的制备：