[发明专利]一种以豆渣为模板制备水滑石阻燃剂的方法

说明书

本发明提出了一种以豆渣为模板制备水滑石阻燃剂的方法。该方法包括：（1）将豆渣、可溶性的镁盐及水混合配成悬浮液A，将NaAlO₂、NaOH、Na₂CO₃及水混合配成溶液B；（2）将悬浮液A与溶液B混合，将反应得到的沉淀物脱水干燥后，得到水滑石阻燃剂。采用本发明提供的技术方案制备的水滑石阻燃剂的阻燃性能优于传统水滑石。

技术领域

本发明涉及塑料助剂领域，特别涉及一种以豆渣为模板制备水滑石阻燃剂的方法。

背景技术

水滑石也称为层状双金属氢氧化物，是一种阴离子粘土，具有层状结构、层板元素可调以及层间阴离子可调控性等特点，在阻燃剂、热稳定剂、吸附剂和催化等领域具有广泛的应用前景。其中，水滑石作为新型环保无卤阻燃剂，其阻燃性能优于传统的氢氧化镁、氢氧化铝等无机阻燃剂。

目前，工业上主要通过共沉淀法制备水滑石，共沉淀法具有工艺流程简单、设备投资小、产量大和成本低等优势。然而，共沉淀法制备的水滑石具有粒径较大的缺陷，使其在高分子树脂材料中的分散性有待改进，影响其阻燃性能。为了解决上述问题，段雪等（CN201210105567.6）提出了一种制备水滑石的新方法，即旋转液膜法，可以制备出小粒径的水滑石产品，提升水滑石的阻燃性能，但需要使用旋转液膜反应器这一特殊设备。

因此，开发易于规模化实施的水滑石制备新方法，提升水滑石产品的阻燃性能，仍然是本领域的技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以豆渣为模板制备水滑石阻燃剂的方法，该方法得到的水滑石阻燃剂的阻燃性能优于传统方法，且制备过程简单，无需特殊设备，适合于工业生产。

为了实现以上目的，本发明采取的技术方案是一种以豆渣为模板制备水滑石阻燃剂的方法，包括以下步骤：

（1）将豆渣、可溶性的镁盐及水混合配成悬浮液A，将NaAlO₂、NaOH、Na₂CO₃及水混合配成溶液B；

（2）将悬浮液A与溶液B混合，将反应得到的沉淀物脱水干燥后，得到水滑石阻燃剂。

所述豆渣与NaAlO₂的质量比为0.1～0.3。

所述镁盐为氯化镁、硫酸镁或硝酸镁。

所述镁盐中的[Mg²⁺]=0.5～1.5 mol/L。

在进一步的技术方案中，

n(NaAlO₂)/n(Mg²⁺)=0.3～0.5；

n(NaOH)/n(Mg²⁺)=0.8～1.0；

n(Na₂CO₃)/n(Mg²⁺)= 0.4～0.6。

所述将悬浮液A与溶液B混合具体为：将悬浮液A与溶液B加入反应釜中，保持反应温度为50～100℃，持续搅拌反应0.5～3 h，停止搅拌，升温至80～160℃，晶化8～30 h。

本发明以豆渣为模板剂制备水滑石阻燃剂。豆渣组分中含有纤维素、蛋白质和脂肪等主要组分，在碱性环境下，豆渣及其水解产物含有丰富的羟基、氨基、酯基、酰胺基和羧基等基团，豆渣与在其表面自组装形成的水滑石晶粒存在相互作用，可有效抑制水滑石粒子的过快生长。此外，豆渣及其水解产物含有可作为表面活性剂的成分，附着在水滑石表面，可显著抑制水滑石粒子的团聚。通过上述作用，使制备的水滑石粒径较小，在高分子树脂材料中分散性好，表现出优异了阻燃性能。

本发明的制备过程简单，无需任何特殊设备，采用常规设备即可制备出具有优异阻燃性能的水滑石阻燃剂，且原材料成本低，具有易于实施的优点。

具体实施方式