[发明专利]一种次磷酸铝复合无卤阻燃剂、制备及其应用

说明书

一种次磷酸铝复合无卤阻燃剂、制备及其应用，阻燃剂包括以下原料：有机磷‑氮系阻燃剂，MOFs，次磷酸铝，其制备方法为配制三种不同固含量的分散液，再进行混合干燥制备阻燃剂，其应用为在尼龙材料中的阻燃应用。本发明利用有机磷‑氮系阻燃剂、MOFs、次磷酸铝制备了次磷酸铝复合无卤阻燃剂，通过调节三者的用量及配比，充分发挥三者的协同作用，制备的复合无卤阻燃剂不但能减少次磷酸铝用量、提高次磷酸铝阻燃效率，而且还能够抑制、减少加工过程中及制品的磷化氢气体的释放，减少环境中磷化氢的危害。本发明制备的次磷酸铝复合无卤阻燃剂阻燃尼龙，可以有效降低尼龙的热释放速率，减少CO释放量，提高阻燃尼龙的阻燃性能。

技术领域

本发明涉及阻燃剂领域，具体涉及一种次磷酸铝复合无卤阻燃剂、制备及其应用。

背景技术

随着高分子材料科学的发展，高分子材料越来越广泛的被应用于人们的日常生产与生活中。然而，大多数高分子材料的极限氧指数(LOI)低于25％，易发生火灾，对使用者的人身和财产安全产生了威胁，限制了高分子材料的应用，因此，如何改善高分子材料的阻燃能力，已经成为了高分子材料研究者亟待解决的问题。

次磷酸铝阻燃剂是一种新型、环保的无卤阻燃剂，相比于氢氧化铝等无机添加型阻燃剂其阻燃效果好，在添加量不大的情况下也具有较好的阻燃性，适用于尼龙、聚酯等工程塑料的阻燃，与磷系阻燃剂相比，其合成方法简单，成本低，原料易得，因此，次磷酸铝在高分子材料阻燃技术领域得到了广泛的应用。例如：专利CN201410833271.5公开了环保型阻燃PA6材料及其制备方法，它是由下述重量份的组分制成：PA6树脂100份，复合阻燃剂10-40份，相容增韧剂1-10份；所述的复合阻燃剂由双磷酸季戊四醇酯密胺盐、三聚氰胺氰尿酸盐、次磷酸铝、聚硅氧烷、聚四氟乙烯按照(3-12):(5-15):(5-25):(0.5-5.0):(0.1-2.0)的重量比组成；专利CN201310460354.X公开了一种光伏电缆用辐照交联型低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料，该电缆料由下列重量份的原料制成：EVA树脂40-60、EEA树脂30-50、三元乙丙橡胶10-15、ABS树脂5-8、磷酸三辛酯40-50、环氧大豆油5-7、7水硼酸锌20-30、氧化钼5-8、氧化铁5-8、抗氧剂0.5-1.0、乙烯基三乙氧基硅烷3-4、硬脂酸1-2、次磷酸铝6-9，三聚氰胺氰尿酸盐1-2、氧化钇1-2、加工助剂ACR1-3、改性填料8-10。虽然以上次磷酸铝的应用均取得了不错的阻燃效果，但人们没有注意次磷酸铝热稳定性差的问题。加工过程，特别是当加工温度高于130℃时，会发生分解，释放磷化氢导致自燃，燃烧释放大量的热量，继而促进次磷酸铝的进一步分解，引发火灾和爆炸；同时，磷化氢还是一种剧毒气体，会对现场操作人员的健康安全；并且，国内外的VOC物质对象及管理基准中规定了产品部件的磷化氢释放限制量：0.08ppm，也就意味着次磷酸铝作为阻燃剂的用量是受限制的，其阻燃效果也是有限的。因此，抑制次磷酸铝的分解，降低次磷酸铝的用量，提高次磷酸铝的阻燃性能，降低或抑制加工、使用过程中磷化氢的释放量，对进一步扩大其应用范围至关重要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术问题，提供一种次磷酸铝复合无卤阻燃剂及其制备方法，来提高次磷酸铝的阻燃效果，降低其用量，抑制次磷酸铝在较高温度下分解，减少磷化氢的释放，降低安全隐患系数；本发明的另一目的在于提供该阻燃剂的应用，所制备的高分子产品磷化氢释放量既低于国内外要求，又具备优异的阻燃效果。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种次磷酸铝复合无卤阻燃剂，所述阻燃剂包括以下原料：有机磷-氮系阻燃剂，MOFs，次磷酸铝。

一种次磷酸铝复合无卤阻燃剂，所述阻燃剂包括以下重量份的原料：2.5-12份有机磷-氮系阻燃剂，2-5份MOFs，10-25份次磷酸铝。

进一步地，所述阻燃剂包括以下重量份的原料：8-12份有机磷-氮系阻燃剂，3-5份MOFs，20-25份次磷酸铝。