[发明专利]一种高效环保型复合阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明属于阻燃剂技术领域。本发明提供了一种高效环保型复合阻燃剂，其由载体、吸附于载体中的无机阻燃剂、改性层和最外侧的亲和层组成。本发明中的阻燃剂具有环保无危害，在燃烧时不会生成大量的烟和有毒且具腐蚀性的气体；本发明中的阻燃剂具有高效的阻燃效果，3wt％左右添加量即具有良好的阻燃效果；本发明中的阻燃剂与有机高分子材料具有良好的亲和性，具有较好的结合能力，可以避免添加后有机高分子材料机械强度降低的问题。

技术领域

本发明涉及阻燃剂技术领域，尤其是涉及一种高效环保型复合阻燃剂及其制备方法。

背景技术

当下生活中，有机高分子材料应用愈发广泛，但是有机高分子材料的易燃特性及由其带来的安全问题，也愈发受到重视；往有机高分子材料制品中添加阻燃剂，成为人们最常见的解决方法。

现有技术中，最长采用的阻燃剂为含卤素阻燃剂，其具有高效阻燃，添加量少、阻燃效果优异且适应性广等特点，但其严重缺点是燃烧时生成大量的烟和有毒且具腐蚀性的气体，危害很大；在当下环境问题被日益重视的情况下，含卤素阻燃剂使用被受到众多限制。虽然也开发出了一些无卤阻燃剂，但是这些无卤阻燃剂存在阻燃效果不佳、添加量大或相容性较差等问题，添加后会降低有机高分子材料制品的强度等机械性能，进而影响制品的品质。如非卤素阻燃剂中的红磷，其是一种较好的阻燃剂，具有添加量少、阻燃效率高、低烟、低毒、用途广泛等优点，但普通红磷在空气中易氧化、吸湿，容易引起粉尘爆炸，运输困难，与高分子材料相溶性差等缺陷，应用范围受到了限制。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种与有机高分子材料相容性较好同时具有较高阻燃效率的复合阻燃剂，其还具有添加及起效过程中环保无毒害的有点；

本发明还提供了一种高效环保型复合阻燃剂的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高效环保型复合阻燃剂，其由载体、吸附于载体中的无机阻燃剂、改性层和最外侧的亲和层组成。

作为优选，载体为不完全膨胀蛭石，无机阻燃剂为由碳酸钠和碳酸氢钠组成的混合结晶体，改性层为硅烷偶联剂改性层，亲和层为聚乙烯醇改性三聚氰胺甲醛树脂层。

本发明中采用具有受热分解特性的碳酸钠、碳酸氢钠作为其中的一种阻燃剂组分，碳酸钠和碳酸氢钠在受热后能够迅速分解，吸收大量热量，能够起到降温阻燃的作用，同时分解产生的水和二氧化碳也能阻止燃烧的进一步进行；同时在本发明中采用不完全膨胀蛭石作为碳酸钠和碳酸氢钠的载体，这样既可以方便后续改善阻燃剂与有机高分子材料之间的亲和性，碳酸氢钠、碳酸钠被负载处理后形成一个相对较大并具有一定强度的集合体，利于后续进行改性处理，同时也能够利用蛭石的膨胀可膨胀性，也能在一定程度上起到阻止燃烧进一步进行的作用；本发明中采用不完全膨胀的蛭石，而非完全不膨胀蛭石和完全膨胀蛭石，完全不膨胀蛭石比表面积小，吸附性能较差，处理后其孔道中难以形成足够的碳酸钠碳酸氢钠晶体，而完全膨胀蛭石虽然具有更多的孔道结构和更大的比较面积，但是其失去了吸附液体的能力，难以实现碳酸钠碳酸氢钠在蛭石孔道中的原位生成，同时其也失去了进一步膨胀的能力，不利于阻燃功效的发挥；亲和层的设置使为了使得负载无机阻燃剂的蛭石载体与有机高分子材料具有更好的亲和性，而改性层的设置是为了在蛭石与亲和层之间起到一个过度作用，增强载体与亲和层的结合能力；同时改性层的主要成分硅烷偶联剂也具有一定的阻燃效果，其在受热后可以迅速的形成阻隔层，而三聚氰胺甲醛树脂自身具有自熄型，其形成的壳体由于内部材料膨胀后破碎，也能在有机高分子材料中起到阻燃的作用，本发明中采用聚乙烯醇改性的三聚氰胺甲醛树脂是为了使三聚氰胺甲醛树脂能够被溶剂溶解并能包覆在本发明中的阻燃剂外侧形成壳体结构，因此只要是能够实现该目的的聚乙烯醇改性三聚氰胺甲醛树脂都能够被用于本发明中，也可以根据需要自行合成需要的聚乙烯醇改性三聚氰胺甲醛树脂。

作为优选，不完全膨胀蛭石由蛭石在500-550℃下处理60-120s后制得。