CN101724414B - 纳米阻燃添加剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种纳米阻燃添加剂及其制备方法,包括插层离子交换剂10-50蒙脱土100;所述插层离子交换剂为氯化聚磷酸铵盐,利用其纳米材料比较大的表面,使得阻燃材料性能更优越,在剥离层的时候将阻燃剂均匀地夹在片层之间,使制备出的阻燃材料其阻燃效果佳,采用氯化聚磷酸铵盐做插层剂,因其多聚磷酸铵不易溶解和反应活性低,所以制造出的纳米阻燃剂不含有害化学元素,环保。
Description
技术领域 本发明涉及一种阻燃添加剂,特别是一种纳米阻燃添加剂。
背景技术 目前市场上阻燃添加剂通常为两类一种无机类的像Mg(OH)2,Al(OH)3无机金属盐类;另一类是磷氮类的利用其膨胀性功能的阻燃剂,而随着环保要求的提高,对阻燃材料要求其无卤化和无烟化,因而现有的许多类的阻燃剂及其添加剂会被逐步禁止,而开发出新型的无烟,无卤,阻燃效果好,生产成本低的阻燃剂及其添加剂是大势所趋。
发明内容 本发明的目的就是要提供一种纳米阻燃添加剂及其制备方法,其制备的阻燃剂阻燃效果好,制造成本低,符合环保要求的阻燃添加剂。
本发明的技术方案是这样来实现的,纳米阻燃添加剂,包括下列重量份组份:插层离子交换剂10-50、蒙脱土100。
本发明由下列重量份组份组成:氯化聚磷酸铵盐15-40、蒙脱土100。
本发明所述蒙脱土为含量90-98%的钠基硅铝酸盐,其粒径为200-500目。
本发明所述蒙脱土为含量95-98%的钠基硅铝酸盐,其粒径为500-550目,其阳离子交换容量为80-150mmol/100g。
所述的氯化聚磷酸铵盐提纯活度大于85%。
本发明纳米阻燃添加剂其层叠厚度大于2.5mm,在塑料中添加量在1-8%。
本发明制备纳米阻燃添加剂的方法:
a、制备插层离子交换剂氯化聚磷酸铵盐,先将聚磷酸铵加入溶剂充分溶解,控制反应温度在30-90℃下加入卤代烷烃充分搅拌,并密封加压反应15-30小时,在上述悬浮溶液中加入无机酸,搅拌反应10-15小时蒸馏,蒸馏物固体烘干;
b、将阳离交换容量在80-150mmol/100g的蒙脱土10-20份加入200-500份去离子水中搅拌,形成稳定悬浮液,控制反应温度70-85℃;在上述悬浮液中加入1-2份的盐酸溶液,并在不断搅拌下加入a步制备的插层离子交换剂氯化聚磷酸铵盐,控制反应时间1-3小时;停止加热,并冷却至常温,过滤,洗涤至溶液中无cl-;过滤后的反应物经真空烘干,干燥至含水量小于2%,控制干燥温度80-110℃,最后经粉碎机粉碎即得。
所述卤代烷烃为1,1-二氯乙烷,所述无机酸为盐酸。
本发明所述的插层离子交换剂选用磷酸铵盐类;如氯化聚磷酸铵盐,多聚磷酸铵盐,提纯活度在85%以上;制其聚合度在100-300之间;也可以选择其它有机胺类,醇类、酰胺等;所述蒙脱土为有机蒙脱土,本发明纳米阻燃添加剂,广泛应用于塑料,橡胶方面;可大大增加材料的阻燃性能,使其阻隔性能大幅度的提高,利用其纳米材料比较大的表面,使得阻燃材料性能更优越,传统的阻燃添加剂是利用片层结构来完成对阻燃材料阻燃性,其仅仅有协同效果,而本发明是在剥离层的时候将阻燃剂均匀地夹在片层之间,使制备出的阻燃材料其阻燃效果是传统的倍数,同时传统的插层剂多采用烷烃季胺盐,此盐在高温下易变色且不环保,本发明采用氯化聚磷酸铵盐做插层剂,因其多聚磷酸铵不易溶解和反应活性低,所以制造出的纳米阻燃剂不含有害化学元素,环保,各项技术指标见表1:环保检测指标见表2:
本发明各项技术指标参数表1
组成 | 蒙脱石有机衍生物 | 干粉粒度 | 300目 |
颜色 | 米白色、浅白色 | 卤素检测 | 小于50ppm |
密度 | 1.65-1.75g/cm3 | 叠层厚度 | 大于2.5nm |
含湿量 | 小于2% | 在塑料中加入量 | 1%-8% |
分解温度 | 400 |
环保检测指标 表2:
具体实施方式
实施例1:
1、先制备插层离子交换剂氯化聚磷酸铵盐;取聚磷酸铵盐100g,溶于1000ml的溶剂中,充分搅拌溶解,缓慢升温控制溶液温度70℃;然后加入氯代烷烃(1,1-二氯乙烷),在90℃温度下密封反应20小时;然后加入无机酸盐酸,搅拌反应12小时,最后加压,蒸馏把溶剂蒸出,固体烘干;即为氯化聚磷酸铵盐;
2、制备纳米阻燃添加剂,将阳离子交换容量为100mmol/100g蒙脱土20g在300ml去离子水中高速搅拌形成稳定的悬浮液,控制反应温度在75-80℃加入盐酸2ml,制成有机蒙脱土悬浮液;将氯化聚磷酸铵7.5g制成水乳溶液和1.5g的盐酸溶液加入上述制备好的有机蒙脱土悬浮液中,控制反应温度75-80℃反应2h;在上述反应结束后用离心装置将固、液相分离,固相用去离子水洗涤至无氯离子cl-存在,(可用AgNO3检测),最后经真空烘干,干燥至含水量小于2%,控制干燥温度80-110℃,经粉碎机粉碎即得本发明纳米阻燃添加剂。
本发明加入的无机酸可为磷酸、硫酸等;在表2六项环保检测项目中除铅外其它各项均未检出。
Claims (1)
1.一种制备纳米阻燃添加剂的方法,其特征是:
a、制备插层离子交换剂氯化聚磷酸铵盐:先将100份聚磷酸铵加入溶剂中充分溶解,形成乳浊液,控制反应温度在30-95℃下加入卤代烷烃充分搅拌,并密封加压反应15-30小时;在上述溶液中加入无机酸,搅拌反应10-15小时蒸馏,蒸馏物固体烘干;
b、合成纳米阻燃添加剂:将阳离交换容量在80-150mmol/100g的蒙脱土10-20份,加入200-500份去离子水,搅拌,形成稳定悬浮液,控制反应温度70-85℃;在上述悬浮液中加入1-2份的盐酸溶液,并在不断搅拌下加入a步制备的插层离子交换剂氯化聚磷酸铵盐,控制反应时间1-3小时;停止加热,并冷却至常温,过滤,洗涤至溶液中无cl-;过滤后的反应物经真空干燥至含水量小于2%,控制干燥温度80-110℃,最后经粉碎机粉碎即得;
所述卤代烷烃为1,1-二氯乙烷,所述无机酸为盐酸。
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