CN103044710A - 用天然水镁石制备阻燃剂的方法及其在电缆料中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阻燃剂的制备方法及其应用，具体讲是涉及一种用天然水镁石制备阻燃剂的方法及其在电缆料中的应用，其属于阻燃剂领域，其采用天然水镁石为原料，并通过表面改性剂对天然水镁石改性，制得改性水镁石，以其为原料制备阻燃剂，并以该阻燃剂为原料制备电缆料，其避免氢氧化镁与基体树脂之间存在相容性不好、稳定性较差等问题，可导致制备的电缆料的机械性能下降较大的问题。

Description

用天然水镁石制备阻燃剂的方法及其在电缆料中的应用

技术领域

本发明涉及一种阻燃剂的制备方法及其应用，具体讲是涉及一种用天然水镁石制备阻燃剂的方法及其在电缆料中的应用，其属于阻燃剂领域。

技术背景

随着科技的飞速发展，火灾也日益增多。因而国内外的防火安全标准也日益严格。随之而来的阻燃剂的用量也在不断的发展。目前，阻燃剂已经成为塑料、橡胶等领域重要的原材料；其中阻燃剂在电线电缆等制品中应用广泛，并且电线电缆等制品在各行各业的应用非常广泛，人们对电线电缆的防火行的要求也非常高。从而各个国家都在积极开发应用于电线电缆的耐高温、抑烟的高效阻燃剂。目前天然水镁石具有阻燃抑烟、热稳定性好、无毒无害等特点，适合于加工温度较高的树脂等配合使用。

但是，大量添加的氢氧化镁与基体树脂之间存在相容性不好、稳定性较差等问题，可导致制备的电缆料的机械性能下降较大，因此，制备一种改性、复配的、基于水镁石的电缆料专用阻燃剂的方法就成为当下研究和开发的热点问题。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种利用天然水镁石的复配阻燃剂的制备方法，以及该阻燃剂在电缆料中的应用。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案为用天然水镁石制备阻燃剂，其原料包括：氢氧化镁、表面改性剂、分散剂和阻燃助剂，各个物质的重量百分比为：

氢氧化镁           80-98%

表面改性剂       0.5-10%

分散剂               0-5%

阻燃助剂           0-20%。

所述氢氧化镁平均粒径为1-20μm。

所述氢氧化镁平均粒径为为3-8μm。

所述表面改性剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、硬脂酸、硬脂酸盐、油酸钠、十二烷基苯磺酸钠、铝酸酯、磷酸二苯酯、微胶囊包覆红磷、稀土类改性剂、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、钙锌复合类改性剂中的一种或者几种。

所述分散剂为硅酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠等中的一种或者几种。

所述阻燃助剂为硼酸锌、三聚氰胺、聚磷酸铵、三氧化二锑中的一种或者几种。

如上所述的用天然水镁石制备阻燃剂的制备方法，其制备方法为两种。

第一种方法为：将表面改性剂与氢氧化镁加入反应器中，温度控制在50-110℃，混合均匀，按配比添加上述各种原料，经高速搅拌机处理30-120min，制备得到本发明的改性氢氧化镁阻燃剂；

第二种方法为：将表面改性剂经适当的溶剂稀释后，室温条件下在低速捏合机中，与氢氧化镁粉体进行搅拌30min，升温至80-100℃，按配比添加上述各种原料，高速搅拌条件下对氢氧化镁进行改性处理，时间为45-70min，制备得到本发明的电缆料专用阻燃剂。

如上所述用天然水镁石制备阻燃剂在电缆料中应用，其原料为：高密度聚乙烯HDPE、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA、用天然水镁石制备阻燃剂、硼酸锌、己二酸二辛酯、钙锌复合稳定剂、石蜡、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；各个物质的重量份数为：

高密度聚乙烯HDPE   35~45

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA   55~65

用天然水镁石制备阻燃剂     20~25

硼酸锌    10~15

己二酸二辛酯    8~12

钙锌复合稳定剂    8~12

石蜡      1~2

三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯    4~6；

其制备过程为：将高密度聚乙烯HDPE和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA共混均匀，加入用天然水镁石制备阻燃剂、硼酸锌、己二酸二辛酯、钙锌复合稳定剂、石蜡和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯配料，常温下混匀，在80-110℃进行高速捏合，投入双螺杆挤出机混炼、造粒，控制温度在150-180℃，得到电缆料成品。

本发明所述的电缆料的制备方法，不局限于本发明所述的方法，其与本发明所述阻燃剂为原料制备电缆料的一般技术方法都在本发明的保护范围内。

本发明的优点在于：其采用天然水镁石为原料，并通过表面改性剂对天然水镁石改性，制得改性水镁石，以其为原料制备阻燃剂，并以该阻燃剂为原料制备电缆料，其避免氢氧化镁与基体树脂之间存在相容性不好、稳定性较差等问题，可导致制备的电缆料的机械性能下降较大的问题。

具体实施方式

实施例1：

取3.6KG硬脂酸，与100KG平均粒径为5μm的矿石法制备的氢氧化镁粉体一起加入到高速搅拌机中混合均匀，加入三聚磷酸钠35KG，硼酸锌80KG，在搅拌速度为700 r/min，温度为85℃条件下改性40min，出料备用，制得本发明的电缆料专用阻燃剂。

将35重量份高密度聚乙烯HDPE和65重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA共混均匀，加入本发明的电缆料专用阻燃剂20份、硼酸锌15份、己二酸二辛酯10份、钙锌复合稳定剂10份、石蜡1份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5份等配料，常温下混匀，在80-110℃进行高速捏合，再投入双螺杆挤出机混炼、造粒，控制温度在150-180℃，得到电缆料成品。

实施例2：

取1KG硅烷偶联剂KH550，溶解于5KG乙醇水溶液中（乙醇含量为80%体积含量），与100KG平均粒径为5μm的矿石法制备的氢氧化镁粉体一起加入到高速搅拌机中，同时加入三聚磷酸钠35KG，硼酸锌80KG，在搅拌速度为700 r/min，温度为85℃条件下改性40min，出料备用，制得本发明的电缆料专用阻燃剂，其断裂强度、断裂伸长率、烟密度SDR值和氧指数测量结果如表1。

将45重量份高密度聚乙烯HDPE和55重量份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA共混均匀，加入本发明的电缆料专用阻燃剂25份、硼酸锌15份、己二酸二辛酯10份、钙锌复合稳定剂10份、石蜡1份、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯5份等配料，常温下混匀，在80-110℃进行高速捏合，再投入双螺杆挤出机混炼、造粒，控制温度在150-180℃，得到电缆料成品，其断裂强度、断裂伸长率、烟密度SDR值和氧指数测量结果如表1。

 

Claims (6)

1. 用天然水镁石制备阻燃剂，其原料包括：氢氧化镁、表面改性剂、分散剂和阻燃助剂，各个物质的重量百分比为：

氢氧化镁           80-98%

表面改性剂       0.5-10%

分散剂               0-5%

阻燃助剂           0-20%。

所述氢氧化镁平均粒径为1-20μm。

所述氢氧化镁平均粒径为为3-8μm。

2.根据权利要求1所述的用天然水镁石制备阻燃剂，其特征在于：所述表面改性剂为钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、硬脂酸、硬脂酸盐、油酸钠、十二烷基苯磺酸钠、铝酸酯、磷酸二苯酯、微胶囊包覆红磷、稀土类改性剂、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、钙锌复合类改性剂中的一种或者几种。

3.根据权利要求1所述的用天然水镁石制备阻燃剂，其特征在于：所述分散剂为硅酸钠、焦磷酸钠、三聚磷酸钠、十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠等中的一种或者几种。

4.根据权利要求1所述的用天然水镁石制备阻燃剂，其特征在于：所述阻燃助剂为硼酸锌、三聚氰胺、聚磷酸铵、三氧化二锑中的一种或者几种。

5.如权利要求1所述的用天然水镁石制备阻燃剂的制备方法，其制备方法为两种。

第一种方法为：将表面改性剂与氢氧化镁加入反应器中，温度控制在50-110℃，混合均匀，按配比添加上述各种原料，经高速搅拌机处理30-120min，制备得到本发明的改性氢氧化镁阻燃剂；

第二种方法为：将表面改性剂经适当的溶剂稀释后，室温条件下在低速捏合机中，与氢氧化镁粉体进行搅拌30min，升温至80-100℃，按配比添加上述各种原料，高速搅拌条件下对氢氧化镁进行改性处理，时间为45-70min，制备得到本发明的电缆料专用阻燃剂。

6.如权利要求1所述用天然水镁石制备阻燃剂在电缆料中应用，其原料为：高密度聚乙烯HDPE、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA、用天然水镁石制备阻燃剂、硼酸锌、己二酸二辛酯、钙锌复合稳定剂、石蜡、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；各个物质的重量份数为：

高密度聚乙烯HDPE   35~45

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA   55~65

用天然水镁石制备阻燃剂     20~25

硼酸锌    10~15

己二酸二辛酯    8~12

钙锌复合稳定剂    8~12

石蜡      1~2

三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯    4~6；

其制备过程为：将高密度聚乙烯HDPE和乙烯-醋酸乙烯酯共聚物EVA共混均匀，加入用天然水镁石制备阻燃剂、硼酸锌、己二酸二辛酯、钙锌复合稳定剂、石蜡和三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯配料，常温下混匀，在80-110℃进行高速捏合，投入双螺杆挤出机混炼、造粒，控制温度在150-180℃，得到电缆料成品。