CN107141576A - 无卤阻燃剂的制备及其在eva发泡材料中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无卤阻燃剂的制备及其在EVA发泡材料中的应用，利用钼酸锌、氢氧化镁、硅藻土在碱性条件下通过微波辐射反应快速制备成复合混合物，经高温煅烧成复合粒子粉末后与纳米二氧化硅采用纳米粒子表面引发光聚合的方法制备成纳米包覆复合微球的无卤阻燃剂，避免了卤系阻燃剂的使用，设计了钼酸锌、氢氧化镁以及纳米二氧化硅三者的阻燃协同作用，有效增强了复合阻燃剂的阻燃性能，应用到EVA发泡材料的制备中去，制备的发泡材料具备优异的阻燃性能，且燃烧时无烟五毒，环保无害，拓宽了其在各种易燃建筑包装材料中的应用范围。

Description

无卤阻燃剂的制备及其在EVA发泡材料中的应用
技术领域
本发明涉及发泡材料助剂领域，尤其涉及一种无卤阻燃剂的制备及其在EVA发泡材料中的应用。
背景技术
发泡材料是指在物质内部气化产生气泡使之成为多孔物质的发泡的物质，具有重量轻、比强度高、绝缘性能优异、缓冲能力显著以及吸附能力强的优势，已经被广泛的应用在了汽车工业、建筑工业、包装工业、农业、水处理和空气过滤等领域；如制造泡沫塑料、泡沫橡胶、泡沫树脂等。
EVA是由乙烯-醋酸乙烯共聚物(也称为乙烯-乙酸乙烯共聚物)是由乙烯(E)和乙酸乙烯(VA)共聚而制得，EVA发泡材料与其他发泡材料一样，在应用于建筑包装工业时，其阻燃性能的要求显得十分重要，目前的做法都是在配方中适当的添加阻燃剂达到效果，常用的阻燃剂氢氧化镁、氢氧化铝对于EVA发泡产品具有一定的效果，不过使用量较大，且对于阻燃要求高的产品，其阻燃效果也并非很理想，此外也有一种日本的阻燃产品，但不符合ROHS指令。
目前阻燃效果较好的阻燃剂一般都含有卤素或与卤系阻燃剂协同作用才能产生较好的效果，燃烧时会释放大量烟雾和有毒有腐蚀性的有害气体，而火灾中发生的死亡事故，百分之八十都是由于烟雾和有害气体的窒息造成的，因此一种适用于EVA发泡材料的无卤阻燃剂值得研究。
发明内容
发明目的：为了解决现有技术中所存在的问题，本发明提出了无卤阻燃剂的制备及其在EVA发泡材料中的应用，具有较好的阻燃效果且避免了燃烧时大量烟雾和有害气体的释放，环保实用。
技术方案：为达以上目的，本发明采取以下技术方案：无卤阻燃剂的制备，包括如下步骤：
(1)将钼酸锌、氢氧化镁、硅藻土置入微波辐射反应装置中，调节pH为7-8，反应5-8min，得到氢氧化镁·钼酸锌·硅藻土复合混合物；
(2)将氢氧化镁·钼酸锌·硅藻土复合混合物在600-700℃温度下煅烧，得到氢氧化镁·钼酸锌·硅藻土复合粒子粉末；
(3)将氢氧化镁·钼酸锌·硅藻土复合粒子粉末与纳米二氧化硅以7:2的质量比采用纳米粒子表面引发光聚合的方法制备成纳米包覆复合微球的无卤阻燃剂。
更为优选的，所述硅藻土的用量为钼酸锌、氢氧化镁二者总量的1.5倍。
本发明还公开了上述无卤阻燃剂的应用，用于EVA发泡材料的制备。
更为优选的，应用于EVA发泡材料的制备方法为将EVA、再生聚乙烯、发泡剂、氧化锌、硬脂酸、交联剂、无卤阻燃剂、碳酸钙置于密炼机进行混料处理，经开炼、出片、硫化发泡、冷却成型、切割、冲裁、印刷，得到所需高阻燃性EVA发泡材料。
更为优选的，所述交联剂为二叔丁基过氧化物和过氧化月桂酯的混合物。
更进一步的，所述交联剂为二叔丁基过氧化物和过氧化月桂酯质量比为4:1的混合物。
更为优选的，所述无卤阻燃剂的添加量以重量计算为总量的6％-8％。
有益效果：本发明提供的一种无卤阻燃剂的制备及其在EVA发泡材料中的应用，利用钼酸锌、氢氧化镁、硅藻土在碱性条件下通过微波辐射反应快速制备成复合混合物，经高温煅烧成复合粒子粉末后与纳米二氧化硅采用纳米粒子表面引发光聚合的方法制备成纳米包覆复合微球的无卤阻燃剂，避免了卤系阻燃剂的使用，设计了钼酸锌、氢氧化镁以及纳米二氧化硅三者的阻燃协同作用，有效增强了复合阻燃剂的阻燃性能，应用到EVA发泡材料的制备中去，制备的发泡材料具备优异的阻燃性能，且燃烧时无烟五毒，环保无害，拓宽了其在各种易燃建筑包装材料中的应用范围。
具体实施方式
实施例1：
无卤阻燃剂的制备，包括如下步骤：
(1)将钼酸锌、氢氧化镁、硅藻土置入微波辐射反应装置中，调节pH为7-8，反应5min，得到氢氧化镁·钼酸锌·硅藻土复合混合物，其中所述硅藻土的用量为钼酸锌、氢氧化镁二者总量的1.5倍；
(2)将氢氧化镁·钼酸锌·硅藻土复合混合物在600℃温度下煅烧，得到氢氧化镁·钼酸锌·硅藻土复合粒子粉末；
(3)将氢氧化镁·钼酸锌·硅藻土复合粒子粉末与纳米二氧化硅以7:2的质量比采用纳米粒子表面引发光聚合的方法制备成纳米包覆复合微球的无卤阻燃剂。
实施例2：
无卤阻燃剂的制备，包括如下步骤：
(1)将钼酸锌、氢氧化镁、硅藻土置入微波辐射反应装置中，调节pH为7-8，反应8min，得到氢氧化镁·钼酸锌·硅藻土复合混合物，其中所述硅藻土的用量为钼酸锌、氢氧化镁二者总量的1.5倍；
(2)将氢氧化镁·钼酸锌·硅藻土复合混合物在700℃温度下煅烧，得到氢氧化镁·钼酸锌·硅藻土复合粒子粉末；
(3)将氢氧化镁·钼酸锌·硅藻土复合粒子粉末与纳米二氧化硅以7:2的质量比采用纳米粒子表面引发光聚合的方法制备成纳米包覆复合微球的无卤阻燃剂。
实施例3：
无卤阻燃剂的制备，包括如下步骤：
(1)将钼酸锌、氢氧化镁、硅藻土置入微波辐射反应装置中，调节pH为7-8，反应7min，得到氢氧化镁·钼酸锌·硅藻土复合混合物，其中所述硅藻土的用量为钼酸锌、氢氧化镁二者总量的1.5倍；
(2)将氢氧化镁·钼酸锌·硅藻土复合混合物在650℃温度下煅烧，得到氢氧化镁·钼酸锌·硅藻土复合粒子粉末；
(3)将氢氧化镁·钼酸锌·硅藻土复合粒子粉末与纳米二氧化硅以7:2的质量比采用纳米粒子表面引发光聚合的方法制备成纳米包覆复合微球的无卤阻燃剂。
实施例4：
上述实施例3制备的一种无卤阻燃剂的应用，用于EVA发泡材料的制备，具体制备方法是EVA、再生聚乙烯、发泡剂、氧化锌、硬脂酸、交联剂、无卤阻燃剂、碳酸钙置于密炼机进行混料处理，经开炼、出片、硫化发泡、冷却成型、切割、冲裁、印刷，得到所需高阻燃性EVA发泡材料；所述交联剂为二叔丁基过氧化物和过氧化月桂酯质量比为4:1的混合物；且无卤阻燃剂的添加量以重量计算为总量的7％。
对实施例4制备的EVA发泡材料和对比例市售普通具有阻燃性能的EVA发泡材料依据依据GB/T 5455垂直燃烧测试对其进行测定，氧指数(OI)测定结果如下表所示：
进行阻燃性测试，结果如下：
表1 实施例4与对比例氧指数对比
实施例4 对比例
氧指数(OI) 35 28
其中，GB8624-2012中规定发泡材料的氧指数应该超过30以上才符合阻燃标准。如上表中数据显示，本发明实施例4制备的高阻燃性EVA发泡材料氧指数符合阻燃性材料标准，优于对比例。
从表1可以看出，本发明制备的一种无卤阻燃剂的制备，应用于EVA发泡材料的制备中去，制备的发泡材料不仅具有普通发泡材料必须具备的各项优异性能，并且还拥有优异的阻燃性能，明显优于其他同类发泡材料，拓宽了其在各种易燃建筑包装材料中的应用范围，且不含卤素，环保无害。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.无卤阻燃剂的制备，其特征在于包括如下步骤：
(1)将钼酸锌、氢氧化镁、硅藻土置入微波辐射反应装置中，调节pH为7-8，反应5-8min，得到氢氧化镁·钼酸锌·硅藻土复合混合物；
(2)将氢氧化镁·钼酸锌·硅藻土复合混合物在600-700℃温度下煅烧，得到氢氧化镁·钼酸锌·硅藻土复合粒子粉末；
(3)将氢氧化镁·钼酸锌·硅藻土复合粒子粉末与纳米二氧化硅以7:2的质量比采用纳米粒子表面引发光聚合的方法制备成纳米包覆复合微球的无卤阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的无卤阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述硅藻土的用量为钼酸锌、氢氧化镁二者总量的1.5倍。
3.如权利要求1所述的无卤阻燃剂的应用，其特征在于用于EVA发泡材料的制备。
4.根据权利要求3所述的复合的应用，其特征在于将EVA、再生聚乙烯、发泡剂、氧化锌、硬脂酸、交联剂、无卤阻燃剂、碳酸钙置于密炼机进行混料处理，经开炼、出片、硫化发泡、冷却成型、切割、冲裁、印刷，得到所需EVA发泡材料。
5.根据权利要求4所述的无卤阻燃剂的应用，其特征在于：所述交联剂为二叔丁基过氧化物和过氧化月桂酯的混合物。
6.根据权利要求5所述的无卤阻燃剂的应用，其特征在于：所述交联剂为二叔丁基过氧化物和过氧化月桂酯质量比为4:1的混合物。
7.根据权利要求4所述的无卤阻燃剂的应用，其特征在于：所述无卤阻燃剂的添加量以重量计算为总量的6％-8％。
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