CN102850596B - 硅铝复合阻燃剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于阻燃剂领域，具体涉及一种硅铝复合阻燃剂及其制备方法，硅铝复合阻燃剂以质量百分含量计，由如下原料组成，各原料总量为100%：10%～20%4A分子筛、35～40%氢氧化铝、15～20%十溴二苯醚和25～30%白炭黑。将原料搅拌混合均匀即得产品，搅拌时间为50-70分钟。本发明组成简单合理、原料易得、价格低、无污染、用量少、具有复合化和抑烟化、阻燃效果好。添加后的产品具有降低水分、消除气泡、提高物料均匀度和强度的作用，提高了物料的流动性。

Description

硅铝复合阻燃剂及其制备方法

技术领域

本发明属于阻燃剂领域，具体涉及一种硅铝复合阻燃剂及其制备方法。

背景技术

日常生活中，很多产品都需要具有阻燃性能，如阻燃塑料、橡胶等，所以阻燃剂具有非常重要的意义。传统阻燃剂主要是以卤素和磷为中心阻燃元素的化合物，含卤阻燃剂尽管阻燃效果较好，但由于在使用和燃烧过程中的二次污染问题，而逐渐被无卤或低卤阻燃剂所替代。现有的很多阻燃剂组成复杂，价格高，使用量大，阻燃效果欠佳，而且大部分还有剧毒，有污染，制成产品后易产生气泡，不易均匀。近年来随着新的环保要求和法规的不断提出，无机阻燃剂以其优良的阻燃、流动性好、低毒和抑烟特性正越来越多地引起人们的注意。近年来新型阻燃剂不断涌现，同时对阻燃剂自身与使用过程中的环保问题也提出更为严格的要求。阻燃剂的低卤化、无毒化、复合化和抑烟化已成为2l世纪阻燃剂的发展趋势。

我国阻燃剂工业随着我国总体经济的持续快速发展，随着入世后与世界经济的接轨，特别是我国阻燃法规的不断完善，迎来了一个大发展的机遇，同时也面临严峻的挑战。我们通过大量的试验发现，硅铝复合阻燃剂阻燃效果好、无毒环保，这将推动阻燃剂工业朝着环保化、无毒化、高效化、多功能化的方向发展。同时，硅铝复合阻燃剂无毒，对人体高度安全。对眼睛、皮肤无刺激，不会导致过敏，使用安全可靠。不造成污染，而且还可以改良土壤，对生态无不良影响。其广泛应用于橡胶、塑料、纤维等材料中，热稳定性极佳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种硅铝复合阻燃剂，组成简单合理、原料易得、价格低、无污染、用量少、具有复合化和抑烟化、阻燃效果好。

本发明同时提供其简单合理，方便实施的制备方法。

本发明提供一种硅铝复合阻燃剂，以质量百分含量计，由如下原料组成，各原料总量为100%：10%～20%4A分子筛、35～40%氢氧化铝、15～20%十溴二苯醚和25～30%白炭黑。

其中：

白炭黑为粉末状白炭黑。白炭黑耐高温，不燃，价格便宜，是非常优良的填充剂,能提高物料的机械强度。

本发明硅铝复合阻燃剂简单合理、方便实施的制备方法为：

将原料搅拌混合均匀即得产品，搅拌时间为50-70分钟。具体为将原料加入强力搅拌机，搅拌混合均匀，分装即得产品。

本发明中：

4A分子筛可以催化物质燃烧分解物之间的酯化反应，减少厌氧物质的挥发，在燃烧物表面形成致密的氧化膜，阻止空气中的氧进入，同时，分子筛中若干结晶水同时起到降低阻燃体系温度的作用，提高阻燃性能。本配方中使用的4A分子筛结构特殊，具有优良的吸附性能，热稳定性高。4A分子筛工业技术成熟，制备工艺简单，成本低。近年来，除了在石油工业上有广泛用途外，在其他行业也受到青睐。将分子筛应用到阻燃行业是当前阻燃领域研究的一个热点。

氢氧化铝具有阻燃、消烟和填充等多重功能，能与多种物质产生协同阻燃效应，且无毒、无腐蚀、稳定性好、高温下不产生有毒气体，是电子、交通运输、塑料和橡胶等行业中重要的环保型阻燃剂，且价格低廉，来源广泛。氢氧化铝燃烧产生的衍生结晶状物是草酸铝，碱含量低。草酸铝在高聚物燃烧时，放出H₂O、CO及CO₂，而不生成腐蚀性气体，草酸铝还能降低烟密度和生烟速度，提高阻燃性。

十溴二苯醚的分解温度在200℃-300℃，此温度范围正好也是常用聚合物的分解温度范围。所以在高聚物分解时，溴系阻燃剂也开始分解，并能捕捉高分子材料分解时的自由基，从而延缓或抑制然烧链的反应，同时释放出的HBr本身是一种难燃气体，可以覆盖在材料的表面，起到阻隔与稀释氧气浓度的作用，通过协同效应使阻燃效果得到明显提高。

硅铝复合阻燃剂的阻燃机理是：硅铝复合阻燃剂的主要成分是结晶态的硅酸盐、铝化合物，通过实验，硅铝复合阻燃剂的液体携带量≥30%，在物料生产过程中加入硅铝复合阻燃剂，可增加材料流动性，调节粘度，制得产品外观、流动性好的产品。致使其水热稳定性和热稳定性提高。燃烧时水分子在加热后连续地失去，降低燃烧物温度，从而起到良好的阻燃效果。

本阻燃剂可作为添加剂直接添加到所要生产的塑料、橡胶等产品中，用量一般在产品重量的8%-15%。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

（1）本发明组成简单合理、原料易得、价格低、无污染、用量少、具有复合化和抑烟化、阻燃效果好。

（2）添加后的产品具有降低水分、消除气泡、提高物料均匀度和强度的作用，提高了物料的流动性。

（3）制备方法简单合理，方便实施。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。

实施例1

将以质量百分含量计的如下原料：10%4A分子筛、40%氢氧化铝、20%十溴二苯醚和30%白炭黑，搅拌混合均匀即得本发明产品，搅拌时间为50分钟。

在100份LDPE树脂和80份增塑剂中加入8份实施例1制得的硅铝复合阻燃剂，氧指数为28.0%，说明该硅铝复合阻燃剂能充分发挥阻燃的协同作用。

实施例2

将以质量百分含量计的如下原料：20%4A分子筛、35%氢氧化铝、15%十溴二苯醚和30%白炭黑，搅拌混合均匀即得本发明产品，搅拌时间为70分钟。

在100份LDPE树脂和80份增塑剂中加入12份实施例2制得的硅铝复合阻燃剂，氧指数为31.0%，说明该硅铝复合阻燃剂能充分发挥阻燃的协同作用。

实施例3

将以质量百分含量计的如下原料：18%4A分子筛、39%氢氧化铝、18%十溴二苯醚和25%白炭黑，搅拌混合均匀即得本发明产品，搅拌时间为60分钟。

在100份PVC树脂和80份增塑剂中加入8份实施例3制得的硅铝复合阻燃剂，氧指数为29.0%，说明该硅铝复合阻燃剂能充分发挥阻燃的协同作用。

Claims (3)

1.一种硅铝复合阻燃剂，其特征在于：以质量百分含量计，由如下原料组成，各原料总量为100%：10%～20%4A分子筛、35～40%氢氧化铝、15～20%十溴二苯醚和25～30%白炭黑。

2.根据权利要求1所述的硅铝复合阻燃剂，其特征在于：白炭黑为粉末状白炭黑。

3.一种如权利要求1所述的硅铝复合阻燃剂的制备方法，其特征在于：将原料搅拌混合均匀即得产品，搅拌时间为50-70分钟。