CN101624524B - 氢氧化镁复合阻燃剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到环保型无卤阻燃材料的制备领域，具体提供了一种氢氧化镁复合阻燃剂及其在制备无卤阻燃材料中的应用。本发明的氢氧化镁复合阻燃剂中，氢氧化镁的含量占70-90％，硅烷偶联剂占10-30％。氢氧化镁复合物具有较高的热分解温度，具有良好的阻燃剂消烟效果。利用该阻燃剂制备得到的无卤阻燃材料具有良好的加工性能、机械性能和热稳定性。

Description

氢氧化镁复合阻燃剂及其应用
技术领域
本发明涉及到一种氢氧化镁复合阻燃剂及其在制备无卤阻燃材料中应用。
背景技术
随着环保意识的不断加强，人们对材料的要求越来越高。由于聚氯乙烯在光照或加热时会产生大量的HCL，危害人类的健康，因此，无卤、低烟、无毒和无腐蚀性的环保型阻燃材料成为现阶段的研究热点，而阻燃剂则成为阻燃材料中最主要的成份。
无机物氢氧化镁由于其具有较高的热分解温度，具有良好的阻燃剂消烟效果，其在燃烧时不仅仅进行脱水反应，还对聚合物有一定的炭化作用，形成一个保护层，起到阻燃作用，适合于加工温度较高的聚烯烃塑料，同时，由于其对并且无毒，无挥发性，稳定性较好，符合环保的要求，而被广泛的应用于环保型无卤阻燃材料中。
但是，由于氢氧化镁表面具有正电荷，具有亲水性，从而导致氢氧化镁阻燃剂在聚合物材料中的分散性、相容性和加工流动性都较差，将其添加于聚烯烃聚合材料中，对制品的加工性能和机械性能影响较大。因此，通过添加少量的表面改性剂，改善氢氧化镁的表面性能，是氢氧化镁阻燃剂应用的关键问题。同时氢氧化镁单方面作为无卤阻燃剂时，用量少则影响阻燃性能，用量大则影响加工和物理机械性能，因此，需要添加少量的阻燃增效剂，来改善材料性能。
发明内容
针对现有技术中的缺点和不足，本发明的首要目的是提供一种氢氧化镁复合阻燃剂。
本发明的另一目的是提供上述复合阻燃剂在制备无卤阻燃材料中的应用。
为实现本发明的目的，本发明采用硅烷偶联剂对氢氧化镁进行表面处理，制备成氢氧化镁复合阻燃剂，并对聚烯烃进行改性，同时加入达到环保标准要求的稳定剂和润滑剂，结合混炼、造粒和挤出工艺，开发出热稳定性优良的环保型无卤阻燃材料。
具体提供以下的技术方案：一种氢氧化镁复合阻燃剂，主要由以下重量配比的原料组份制备得到：
氢氧化镁   70-90％
硅烷偶联剂 10-30％。
优选地，所述的硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570和KH590中的任一种或两种型号以上的混合物。
本发明提供上述任一种氢氧化镁复合阻燃剂在制备无卤阻燃材料中的应用。
上述应用可以是一种无卤阻燃材料，主要由以下重量份的原料组份制备得到：
上述的氢氧化镁复合阻燃剂  30-60
聚烯烃                    60-80
LDPE(低密度高压聚乙烯)    20-40
增塑剂                    2-5
热稳定剂                  5-10
抗氧化剂                  0.5-1
优选地，所述的聚烯烃为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)中任一种或两种以上的混合物。
优选地，所述的稳定剂为钙锌复合类、铝镁锌复合类或稀土复合类稳定剂。
优选地，所述的增塑剂为对苯类、含十碳的邻苯类或偏苯类增塑剂。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明涉及的氢氧化镁复合物符合阻燃剂环保安全，不含卤素，低毒无腐蚀性。
(2)硅烷偶联剂在复合阻燃剂中起到双重作用：一方面改性氢氧化镁表面极性，增加其与聚烯烃的相容性，同时起到阻燃增效剂作用，提高阻燃效果。本发明的氢氧化镁复合阻燃剂比氢氧化镁阻燃剂的阻燃效果好。
(3)本发明涉及的氢氧化镁复合物具有较高的热分解温度，具有良好的阻燃剂消烟效果。在燃烧时可以释放出水分，还对聚合物有一定的炭化作用，形成一个保护层，起到阻燃作用。
(4)本发明涉及的氢氧化镁复合物可以提高氢氧化镁在聚合物基体中的分散性，提高制品的加工性能和机械性能。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明做进一步地详细说明，但本发明的实现方式并不局限于此。
实施例制备氢氧化镁复合阻燃剂
实施例1：
准确称取氢氧化镁7Kg、硅烷偶联剂KH560 3Kg在高速混合机中搅拌10分钟，出料，得到白色混合粉末。
实施例2：
准确称取氢氧化镁9Kg、硅烷偶联剂KH560 1Kg在高速混合机中搅拌10分钟，出料，得到白色混合粉末。
实施例3
准确称取氢氧化镁8Kg、硅烷偶联剂KH560 2Kg在高速混合机中搅拌10分钟，出料，得到白色混合粉末。
表1不同氢氧化镁复合阻燃剂的燃烧性能
  燃烧现象
  实施例1   无滴落，有白烟，燃烧膨胀
  实施例2   无滴落，有白烟，燃烧端部分膨胀
  实施例3   无滴落，有白烟，燃烧端部分膨胀
以上结果按GB 2408-80标准测定。
应用实施例用氢氧化镁复合阻燃剂制备环保型无卤阻燃材料
应用实施例1
准确称取LDPE(载体)20.0Kg、偏苯三酸酯5Kg、热稳定剂8Kg、氢氧化镁复合阻燃剂50Kg、抗氧化剂(2，4-二叔丁基苯基)亚碳酸三酯0.2Kg、少量润滑剂白油在高速混合机中搅拌20分钟；通过高速捏合机产生的摩擦热使LDPE发粘、分散剂融化，使复合阻燃剂均匀地粘附在载体上，在约100℃下出料。然后将物料与PP80Kg装入Φ65挤出造粒机组，熔融挤出、冷却、切粒后烘干、注塑。挤出机的区间温度：机筒温度I区：6O～80℃；机筒温度II区：125～135℃；机筒温度III区：135～145℃；机头温度：130℃；螺杆转速：500～750r/min。阻燃级别UL94V-0。产品颜色较浅。
应用实施例2
准确称取LDPE(载体)20.0Kg、对苯二辛酯4Kg、热稳定剂9Kg、氢氧化镁复合阻燃剂55Kg、抗氧化剂(2，4-二叔丁基苯基)亚碳酸三酯0.2Kg、少量润滑剂硅油在高速混合机中搅拌20分钟；通过高速捏合机产生的摩擦热使LDPE发粘、分散剂融化，使复合阻燃剂均匀地粘附在载体上，在约100℃下出料。然后将物料与PE80Kg装入Φ65挤出造粒机组，熔融挤出、冷却、切粒后烘干、注塑。挤出机的区间温度：机筒温度I区：6O～80℃；机筒温度II区：125～135℃；机筒温度III区：135～145℃；机头温度：130℃；螺杆转速：500～750r/min。阻燃级别UL94V-0。产品颜色较浅。
应用实施例3
准确称取LDPE(载体)40.0Kg、对苯二辛酯4Kg、热稳定剂5Kg、氢氧化镁复合阻燃剂30Kg、抗氧化剂(2，4-二叔丁基苯基)亚碳酸三酯0.5Kg、少量润滑剂硅油在高速混合机中搅拌20分钟；通过高速捏合机产生的摩擦热使LDPE发粘、分散剂融化，使复合阻燃剂均匀地粘附在载体上，在约100℃下出料。然后将物料与PE 60Kg装入Φ65挤出造粒机组，熔融挤出、冷却、切粒后烘干、注塑。挤出机的区间温度：机筒温度I区：6O～80℃；机筒温度II区：125～135℃；机筒温度III区：135～145℃；机头温度：130℃；螺杆转速：500～750r/min。阻燃级别UL94V-2。产品颜色较浅。
应用实施例4
准确称取LDPE(载体)20.0Kg、对苯二辛酯2Kg、热稳定剂9Kg、氢氧化镁复合阻燃剂55Kg、抗氧化剂(2，4-二叔丁基苯基)亚碳酸三酯1Kg、少量润滑剂硅油在高速混合机中搅拌20分钟；通过高速捏合机产生的摩擦热使LDPE发粘、分散剂融化，使复合阻燃剂均匀地粘附在载体上，在约100℃下出料。然后将物料与PE80Kg装入Φ65挤出造粒机组，熔融挤出、冷却、切粒后烘干、注塑。挤出机的区间温度：机筒温度I区：6O～80℃；机筒温度II区：125～135℃；机筒温度III区：135～145℃；机头温度：130℃；螺杆转速：500～750r/min。阻燃级别UL94V-0。产品颜色较浅。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种无卤阻燃材料，其特征在于：主要由以下重量份的原料组分制备得到：
Figure FSB00000800568700011
所述的聚烯烃为LDPE与聚乙烯、聚丙烯或乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种以上组成的混合物；其中LDPE为20-40重量份；LDPE以外的其他聚烯烃为60-80重量份；
所述的氢氧化镁复合阻燃剂是由以下重量配比的原料组分制备得到：
氢氧化镁      70-90％
硅烷偶联剂    10-30％；
所述的热稳定剂为钙锌复合类、铝镁锌复合类或稀土复合类稳定剂。
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃材料，其特征在于：所述的硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH570和KH590中的任一种或两种以上型号的混合物。
3.根据权利要求1所述的无卤阻燃材料，其特征在于：所述的增塑剂为对苯类增塑剂。
4.根据权利要求1所述的无卤阻燃材料，其特征在于：所述的增塑剂为含十碳的邻苯类增塑剂。
5.根据权利要求1所述的无卤阻燃材料，其特征在于：所述的增塑剂为偏苯类增塑剂。
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