CN108342087A - 一种高效无机阻燃剂和制备方法及应用 - Google Patents
一种高效无机阻燃剂和制备方法及应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108342087A CN108342087A CN201810184830.2A CN201810184830A CN108342087A CN 108342087 A CN108342087 A CN 108342087A CN 201810184830 A CN201810184830 A CN 201810184830A CN 108342087 A CN108342087 A CN 108342087A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parts
- highly effective
- proof agent
- inorganic flame
- polycarbosilane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/38—Boron-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08L23/06—Polyethene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08L23/08—Copolymers of ethene
- C08L23/0846—Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing other atoms than carbon or hydrogen atoms
- C08L23/0853—Vinylacetate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/10—Homopolymers or copolymers of propene
- C08L23/12—Polypropene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/16—Elastomeric ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers, e.g. EPR and EPDM rubbers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2217—Oxides; Hydroxides of metals of magnesium
- C08K2003/2224—Magnesium hydroxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/38—Boron-containing compounds
- C08K2003/387—Borates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/03—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
- C08L2205/035—Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend containing four or more polymers in a blend
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
一种高效无机阻燃剂和制备方法及应用,它涉及一种无机阻燃剂和制备方法及应用。本发明的目的是要解决现有金属氢氧化物阻燃剂的阻燃效率差,较高的填充量会恶化材料的机械性能的问题。一种高效无机阻燃剂按重量份数由100份无机阻燃剂和0.01份~20份聚碳硅烷制备而成。方法一:一、制备聚碳硅烷溶液;二、混合。方法二:将聚碳硅烷与无机阻燃剂投入高速搅拌机中混合。方法三:将聚碳硅烷与无机阻燃剂投入球磨机中球磨。一种高效无机阻燃剂用于制备无卤阻燃聚烯烃材料。本发明制备的无卤阻燃聚烯烃材料的氧指数(OI)为25~40,拉伸强度为10MPa~20MPa,伸长率为180%~450%。本发明可获得一种高效无机阻燃剂。
Description
技术领域
本发明涉及一种无机阻燃剂和制备方法及应用。
背景技术
在聚合物阻燃领域中,除卤系阻燃剂及部分磷-氮复合阻燃剂能够发挥出优异的气相阻燃作用之外,其余阻燃体系如金属氢氧化物阻燃体系、膨胀阻燃体系等,主要以凝缩相阻燃为主。由于环保理念的不断深入,燃烧时能够产生有毒烟气的卤系阻燃剂的应用逐渐被禁止,而对于金属氢氧化物阻燃剂而言,由于金属氢氧化物阻燃剂阻燃效率偏低,往往需要较高的填充量(50wt%~60wt%)才能满足使用过程中的阻燃等级要求(OI>30),然而,较高的填充量会恶化材料的机械性能,使得材料的实际应用受到很大程度的限制。
目前,解决因金属氢氧化物等无机阻燃剂用量大而材料机械性能恶化的常用方法一般有两种,一种是利用表面处理剂如硅烷偶联剂、高级脂肪酸等对阻燃剂粉体表面进行改性,通过改善粉体在聚合物基体中的相容性而改善机械性能;另一种是通过与某些阻燃剂或协效剂复配使用来提高金属氢氧化物阻燃剂的阻燃效率,如Masoomi等(DOI:10.1002/app.40452)报道用2wt%有机改性蒙脱土与53wt%氢氧化镁协效阻燃PE/EVA,氧指数可达35。然而,迄今为止这两种方法对提高金属氢氧化物阻燃剂的阻燃效率程度十分有限,不能够有效地降低阻燃剂的添加量。
聚碳硅烷高分子化合物很早就被人们合成出来,但是并没有引起人们的兴趣。20世纪70年代,日本东北大学的矢岛教授发现了新的合成聚碳硅烷的方法,并由此制备出在可极高温度下长期使用的碳化硅纤维,此后,聚碳硅烷才引起人们的兴趣。聚碳硅烷是目前高技术新材料中新出现的先驱体高分子中最重要的化合物,主要用于制备碳化硅系列的高技术陶瓷材料,其中以碳化硅纤维最具代表性,为了进一步提高陶瓷材料耐高温性能、降低脆性,先后制备出了含金属、含硼、含氮等一系列先驱体材料。然而,在聚合物阻燃领域迄今没有聚碳硅烷协效阻燃的相关报道。
发明内容
本发明的目的是要解决现有金属氢氧化物阻燃剂的阻燃效率差,较高的填充量会恶化材料的机械性能的问题,而提供一种高效无机阻燃剂和制备方法及应用。
一种高效无机阻燃剂按重量份数由100份无机阻燃剂和0.01份~20份聚碳硅烷制备而成。
一种高效无机阻燃剂的制备方法,具体是按以下步骤完成的:
①、将聚碳硅烷溶解到二甲苯中,得到聚碳硅烷溶液;
步骤①中所述的聚碳硅烷与有机溶剂的用量比为(0.01~20):(2~20);
②、将聚碳硅烷溶液与无机阻燃剂投入高速搅拌机中,再在搅拌速度为1000r/min~2000r/min下高速混合1min~5min,得到混合粉体;将混合粉体在温度为80℃~120℃下干燥1h~8h,得到高效无机阻燃剂;
一种高效无机阻燃剂的制备方法,具体是按以下步骤完成的:
将聚碳硅烷与无机阻燃剂投入高速搅拌机中,再在搅拌速度为1000r/min~2000r/min下高速混合1min~5min,得到高效无机阻燃剂;
所述的聚碳硅烷与无机阻燃剂的重量比为(0.01~20):100。
一种高效无机阻燃剂的制备方法,具体是按以下步骤完成的:
将聚碳硅烷与无机阻燃剂投入球磨机中,再在球磨速度为100r/min~200r/min下球磨0.5h~5h,得到高效无机阻燃剂;
所述的聚碳硅烷与无机阻燃剂的重量比为(0.01~20):100。
一种高效无机阻燃剂用于制备无卤阻燃聚烯烃材料。
本发明的原理:
本发明的原理在于利用聚碳硅烷高温分解产生的无定形陶瓷化中间体材料将由氢氧化物分解后产生的氧化物颗粒有效地粘结在一起形成具有一定强度的陶瓷化阻隔层,有效地阻隔了氧气与树脂基体的接触以及气相降解产物的释放,从而显著地提高了阻燃效率。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
一、本发明制备的高效无机阻燃剂大幅度提高了无机阻燃剂的阻燃效率,为达到相同的氧指数,本发明制备的高效无机阻燃剂的用量下降了50%以上,解决了无机阻燃剂添加量大的技术问题;
二、本发明制备的高效无机阻燃剂的制备方法简单,可以在阻燃剂和阻燃材料的相关生产线上实施,工艺流程可操作性强,无需特殊加工设备;
三、本发明中添加高效无机阻燃剂制备的无卤阻燃聚烯烃材料具有显著的性能优势,特别是燃烧中能够形成陶瓷化炭层,解决了现有无机阻燃技术的技术壁垒;
四、本发明制备的无卤阻燃聚烯烃材料的氧指数(OI)为25~40,拉伸强度为10MPa~20MPa,伸长率为180%~450%。
本发明可获得一种高效无机阻燃剂。
具体实施方式
具体实施方式一:本实施方式是一种高效无机阻燃剂按重量份数由100份无机阻燃剂和0.01份~20份聚碳硅烷制备而成。
具体实施方式二:本实施方式与具体实施方式一的不同点是:所述的无机阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、水滑石、硼酸锌和红磷中的一种或其中几种的混合物。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:本实施方式与具体实施方式一或二的不同点是:所述的聚碳硅烷的分子量为500~5000。其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四:本实施方式是一种高效无机阻燃剂的制备方法具体是按以下步骤完成的:
①、将聚碳硅烷溶解到二甲苯中,得到聚碳硅烷溶液;
步骤①中所述的聚碳硅烷与有机溶剂的用量比为(0.01~20):(2~20);
②、将聚碳硅烷溶液与无机阻燃剂投入高速搅拌机中,再在搅拌速度为1000r/min~2000r/min下高速混合1min~5min,得到混合粉体;将混合粉体在温度为80℃~120℃下干燥1h~8h,得到高效无机阻燃剂;
步骤②中所述的聚碳硅烷溶液中聚碳硅烷与无机阻燃剂的重量比为(0.01~20):100。
具体实施方式五:本实施方式是一种高效无机阻燃剂的制备方法具体是按以下步骤完成的:
将聚碳硅烷与无机阻燃剂投入高速搅拌机中,再在搅拌速度为1000r/min~2000r/min下高速混合1min~5min,得到高效无机阻燃剂;
所述的聚碳硅烷与无机阻燃剂的重量比为(0.01~20):100。
具体实施方式六:本实施方式是一种高效无机阻燃剂的制备方法具体是按以下步骤完成的:
将聚碳硅烷与无机阻燃剂投入球磨机中,再在球磨速度为100r/min~200r/min下球磨0.5h~5h,得到高效无机阻燃剂;
所述的聚碳硅烷与无机阻燃剂的重量比为(0.01~20):100。
具体实施方式七:本实施方式是一种高效无机阻燃剂用于制备无卤阻燃聚烯烃材料。
具体实施方式八:本实施方式与具体实施方式七的不同点是:所述的无卤阻燃聚烯烃材料按重量份数由35份~75份聚烯烃树脂、20份~60份高效无机阻燃剂、0份~2.5份偶联剂、0.3份~1.5份抗氧剂和0.5份~2.5份加工助剂制备而成。其它与具体实施方式七相同。
具体实施方式九:本实施方式与具体实施方式七或八的不同点是:所述的聚烯烃树脂为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、三元乙丙橡胶和聚烯烃热塑性弹性体中的一种或其中几种的混合物;所述的偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷和乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一种或其中几种的混合物;所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和硫代二丙酸双月桂酯中的一种或其中几种的混合物;所述的加工助剂为聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸盐和硅酮中的一种或其中几种的混合物。其它与具体实施方式七或八相同。
具体实施方式十:本实施方式与具体实施方式七至九的不同点是:所述的无卤阻燃聚烯烃材料具体是按以下步骤制备的:一、按重量份数称取35份~75份聚烯烃树脂、20份~60份高效无机阻燃剂、0份~2.5份偶联剂、0.3份~1.5份抗氧剂和0.5份~2.5份加工助剂;
二、将称取的35份~75份聚烯烃树脂树脂置于密炼机中,在120℃~175℃混合2min~5min,然后加入20份~60份高效无机阻燃剂、0份~2.5份偶联剂、0.3份~1.5份抗氧剂和0.5份~2.5份加工助剂,再在温度为120℃~175℃下继续混合3min~7min,再经造粒机造粒,得到无卤阻燃聚烯烃材料。其它与具体实施方式七至九相同。
本实施方式的原理:
本实施方式的原理在于利用聚碳硅烷高温分解产生的无定形陶瓷化中间体材料将由氢氧化物分解后产生的氧化物颗粒有效地粘结在一起形成具有一定强度的陶瓷化阻隔层,有效地阻隔了氧气与树脂基体的接触以及气相降解产物的释放,从而显著地提高了阻燃效率。
本实施方式与现有技术相比具有如下优点:
一、本实施方式制备的高效无机阻燃剂大幅度提高了无机阻燃剂的阻燃效率,为达到相同的氧指数,本实施方式制备的高效无机阻燃剂的用量下降了50%以上,解决了无机阻燃剂添加量大的技术问题;
二、本实施方式制备的高效无机阻燃剂的制备方法简单,可以在阻燃剂和阻燃材料的相关生产线上实施,工艺流程可操作性强,无需特殊加工设备;
三、本实施方式中添加高效无机阻燃剂制备的无卤阻燃聚烯烃材料具有显著的性能优势,特别是燃烧中能够形成陶瓷化炭层,解决了现有无机阻燃技术的技术壁垒;
四、本实施方式制备的无卤阻燃聚烯烃材料的氧指数(OI)为25~40,拉伸强度为10MPa~20MPa,伸长率为180%~450%。
本实施方式可获得一种高效无机阻燃剂。
采用以下实施例验证本发明的有益效果:
实施例一:一种高效无机阻燃剂的制备方法,具体是按以下步骤完成的:
①、将聚碳硅烷溶解到二甲苯中,得到聚碳硅烷溶液;
步骤①中所述的聚碳硅烷与二甲苯的重量比为1:3;
②、将聚碳硅烷溶液与氢氧化镁投入高速搅拌机中,再在搅拌速度为1200r/min下高速混合3min,得到混合粉体;将混合粉体在温度为80℃下干燥6h,得到高效无机阻燃剂;
步骤②中所述的聚碳硅烷溶液中聚碳硅烷与氢氧化镁的重量比为5:100。
实施例二:一种高效无机阻燃剂的制备方法,具体是按以下步骤完成的:
①、将聚碳硅烷溶解到二甲苯中,得到聚碳硅烷溶液;
步骤①中所述的聚碳硅烷与二甲苯的重量比为1:1;
②、将聚碳硅烷溶液与氢氧化镁投入高速搅拌机中,再在搅拌速度为1500r/min下高速混合4min,得到混合粉体;将混合粉体在温度为80℃下干燥8h,得到高效无机阻燃剂;
步骤②中所述的聚碳硅烷溶液中聚碳硅烷与氢氧化镁的重量比为10:100。
实施例三:一种高效无机阻燃剂的制备方法,具体是按以下步骤完成的:
将聚碳硅烷与氢氧化铝投入球磨机中,再在球磨速度为150r/min下球磨2h,得到高效无机阻燃剂;
所述的聚碳硅烷与氢氧化铝的重量比为15:100。
实施例四:一种高效无机阻燃剂的制备方法,具体是按以下步骤完成的:
将聚碳硅烷与无机阻燃剂投入球磨机中,再在球磨速度为160r/min下球磨2h,得到高效无机阻燃剂;
所述的聚碳硅烷与无机阻燃剂的重量比为2:100;
所述的无机阻燃剂为氢氧化镁和硼酸锌的混合物;所述的无机阻燃剂中氢氧化镁和硼酸锌的质量比为19:1
实施例五:一种高效无机阻燃剂的制备方法,具体是按以下步骤完成的:
将聚碳硅烷与氢氧化铝投入高速搅拌机中,在搅拌速度为1300r/min下高速混合4min,得到高效无机阻燃剂;
所述的聚碳硅烷与氢氧化铝的重量比为7:100。
实施例六:利用实施例一制备的高效无机阻燃剂制备无卤阻燃聚烯烃材料具体是按以下步骤制备的:
一、按重量份数称取60份聚烯烃树脂、40份实施例一制备的高效无机阻燃剂、0.7份抗氧剂和0.6份加工助剂、0.8份偶联剂;
步骤一中所述的聚烯烃树脂为乙烯醋酸乙烯酯共聚物;
步骤一中所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯;
步骤一中所述的加工助剂为聚乙烯蜡;
步骤一中所述的偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷;
二、将称取的60份聚烯烃树脂树脂置于密炼机中,在120℃混合4min,然后加入40份实施例一制备的高效无机阻燃剂、0.8份偶联剂、0.7份抗氧剂和0.6份加工助剂,再在温度为120℃下继续混合5min,再经造粒机造粒,得到无卤阻燃聚烯烃材料。
实施例七:利用实施例二制备的高效无机阻燃剂制备无卤阻燃聚烯烃材料具体是按以下步骤制备的:
一、按重量份数称取70份聚烯烃树脂、30份实施例二制备的高效无机阻燃剂、0.5份抗氧剂和0.5份加工助剂及0.6份偶联剂;
步骤一中所述的聚烯烃树脂为聚乙烯;
步骤一中所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯;
步骤一中所述的加工助剂为硬脂酸盐;
步骤一中所述的偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷;
二、将称取的70份聚烯烃树脂树脂置于密炼机中,在135℃混合5min,然后加入30份实施例二制备的高效无机阻燃剂、0.6份偶联剂、0.5份抗氧剂和0.5份加工助剂,再在温度为135℃下继续混合5min,再经造粒机造粒,得到无卤阻燃聚烯烃材料。
实施例八:利用实施例三制备的高效无机阻燃剂制备无卤阻燃聚烯烃材料具体是按以下步骤制备的:
一、按重量份数称取75份聚烯烃树脂、25份实施例三制备的高效无机阻燃剂、0.4份抗氧剂和0.3份加工助剂及0.2份偶联剂;
步骤一中所述的聚烯烃树脂为聚乙烯与乙烯醋酸乙烯酯共聚物的混合物,其中聚乙烯与乙烯醋酸乙烯酯共聚物的质量比为4:1;
步骤一中所述的抗氧剂为亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯和β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯的混合物,其中亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯与β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯的质量比为2:1;
步骤一中所述的加工助剂为聚乙烯蜡和硬脂酸钠的混合物,其中聚乙烯蜡与硬脂酸钠的质量比为2:1;
步骤一中所述的偶联剂为乙烯基三乙酰氧基硅烷;
二、将称取的75份聚烯烃树脂树脂置于密炼机中,在140℃混合4min,然后加入25份实施例三制备的高效无机阻燃剂、0.2份偶联剂、0.4份抗氧剂和0.3份加工助剂,再在温度为140℃下继续混合5min,再经造粒机造粒,得到无卤阻燃聚烯烃材料。
实施例九:利用实施例四制备的高效无机阻燃剂制备无卤阻燃聚烯烃材料具体是按以下步骤制备的:
一、按重量份数称取70份聚烯烃树脂、30份实施例四制备的高效无机阻燃剂、0.5份抗氧剂和0.5份加工助剂;
步骤一中所述的聚烯烃树脂为三元乙丙橡胶;
步骤一中所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和硫代二丙酸双月桂酯的混合物,其中四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与硫代二丙酸双月桂酯的质量比为2:1;
步骤一中所述的加工助剂为硬脂酸和聚乙烯蜡的混合物,其中硬脂酸和聚乙烯蜡的质量比为1:1;
步骤一中所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷的混合物,其中乙烯基三乙氧基硅烷和乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷的质量比为1:1;
二、将称取的70份聚烯烃树脂树脂置于密炼机中,在140℃混合3min,然后加入30份实施例四制备的高效无机阻燃剂、0.5份抗氧剂和0.5份加工助剂,再在温度为140℃下继续混合6min,再经造粒机造粒,得到无卤阻燃聚烯烃材料。
实施例十:利用实施例五制备的高效无机阻燃剂制备无卤阻燃聚烯烃材料具体是按以下步骤制备的:
一、按重量份数称取65份聚烯烃树脂、35份实施例五制备的高效无机阻燃剂、0.6份抗氧剂和1份加工助剂及0.3份偶联剂;
步骤一中所述的聚烯烃树脂为聚丙烯和聚烯烃热塑性弹性体的混合物,其中聚丙烯与聚烯烃热塑性弹性体的质量比为2:1;
步骤一中所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的混合物,其中四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯与亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯的质量比为1:1;
步骤一中所述的加工助剂为聚乙烯蜡和硬脂酸的混合物,其中聚乙烯蜡与硬脂酸的质量比为1:1;
步骤一中所述的偶联剂为乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷;
二、将称取的65份聚烯烃树脂树脂置于密炼机中,在175℃混合5min,然后加入35份实施例五制备的高效无机阻燃剂、0.3份偶联剂、0.6份抗氧剂和1份加工助剂,再在温度为175℃下继续混合5min,再经造粒机造粒,得到无卤阻燃聚烯烃材料。
对比实施例:利用未加改性无机阻燃剂制备的聚烯烃具体是按以下步骤制备的:
按重量分数称取70份聚烯烃树脂、30份无机阻燃剂、0.5份抗氧剂和0.5份加工助剂;
所述的聚烯烃树脂为聚乙烯;
所述的无机阻燃剂为氢氧化镁;
步骤一中所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯;
步骤一中所述的加工助剂为聚乙烯蜡与硬脂酸的混合物,其中聚乙烯蜡与硬脂酸的质量比为1:1;
二、将称取的70份聚烯烃树脂树脂置于密炼机中,在140℃混合5min,然后加入30份无机阻燃剂、0.5份抗氧剂和0.5份加工助剂,再在温度为140℃下继续混合5min,再经造粒机造粒,得到聚烯烃。
将实施例六、实施例七、实施例八、实施例九和实施例十制备的无卤阻燃聚烯烃材料及对比实施例中的聚烯烃的阻燃性能及机械性能列于表1。
表1
从表1可知,单纯使用无机阻燃剂氢氧化镁(对比实施例),对体系阻燃性能的作用甚微,氧指数仅为20.5,仍属于易燃材料。采用本发明制备的高效无机阻燃剂,在相同用量下,大幅度提高了阻燃性能,阻燃材料均达到了难燃水平(氧指数大于27),其中,实例九的氧指数已达到32.4,能够满足应用领域对阻燃性能的需求。同时,采用本发明所提供的无卤阻燃聚烯烃材料的制备方法,有效提升了材料的力学性能。对比实施例的拉伸强度低于8MPa、断裂伸长率低于150%,难以用于应用领域。本发明制备的材料的拉伸强度大于13MPa,断裂伸长率不低于200%,完全满足应用领域需求。其中,实例九在达到氧指数32.4时,拉伸强度为17.3MPa、断裂伸长率为350%,属于目前无卤阻燃聚烯烃材料较优的性能。另一方面,本发明提出的高效无机阻燃剂及其阻燃聚烯烃材料在燃烧后可形成坚固的炭层,可满足耐火领域的需求。
Claims (10)
1.一种高效无机阻燃剂,其特征在于一种高效无机阻燃剂按重量份数由100份无机阻燃剂和0.01份~20份聚碳硅烷制备而成。
2.根据权利要求1所述的一种高效无机阻燃剂,其特征在于所述的无机阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、水滑石、硼酸锌和红磷中的一种或其中几种的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种高效无机阻燃剂,其特征在于所述的聚碳硅烷的分子量为500~5000。
4.如权利要求1所述的一种高效无机阻燃剂的制备方法,其特征在于一种高效无机阻燃剂的制备方法具体是按以下步骤完成的:
①、将聚碳硅烷溶解到二甲苯中,得到聚碳硅烷溶液;
步骤①中所述的聚碳硅烷与有机溶剂的用量比为(0.01~20):(2~20);
②、将聚碳硅烷溶液与无机阻燃剂投入高速搅拌机中,再在搅拌速度为1000r/min~2000r/min下高速混合1min~5min,得到混合粉体;将混合粉体在温度为80℃~120℃下干燥1h~8h,得到高效无机阻燃剂;
步骤②中所述的聚碳硅烷溶液中聚碳硅烷与无机阻燃剂的重量比为(0.01~20):100。
5.如权利要求1所述的一种高效无机阻燃剂的制备方法,其特征在于一种高效无机阻燃剂的制备方法具体是按以下步骤完成的:
将聚碳硅烷与无机阻燃剂投入高速搅拌机中,再在搅拌速度为1000r/min~2000r/min下高速混合1min~5min,得到高效无机阻燃剂;
所述的聚碳硅烷与无机阻燃剂的重量比为(0.01~20):100。
6.如权利要求1所述的一种高效无机阻燃剂的制备方法,其特征在于一种高效无机阻燃剂的制备方法具体是按以下步骤完成的:
将聚碳硅烷与无机阻燃剂投入球磨机中,再在球磨速度为100r/min~200r/min下球磨0.5h~5h,得到高效无机阻燃剂;
所述的聚碳硅烷与无机阻燃剂的重量比为(0.01~20):100。
7.如权利要求1所述的一种高效无机阻燃剂的应用,其特征在于一种高效无机阻燃剂用于制备无卤阻燃聚烯烃材料。
8.根据权利要求7所述的一种高效无机阻燃剂的应用,其特征在于所述的无卤阻燃聚烯烃材料按重量份数由35份~75份聚烯烃树脂、20份~60份高效无机阻燃剂、0份~2.5份偶联剂、0.3份~1.5份抗氧剂和0.5份~2.5份加工助剂制备而成。
9.根据权利要求8所述的一种高效无机阻燃剂的应用,其特征在于所述的聚烯烃树脂为聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、三元乙丙橡胶和聚烯烃热塑性弹性体中的一种或其中几种的混合物;所述的偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三叔丁氧基硅烷、乙烯基三叔丁基过氧硅烷和乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一种或其中几种的混合物;所述的抗氧剂为四[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯和硫代二丙酸双月桂酯中的一种或其中几种的混合物;所述的加工助剂为聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸盐和硅酮中的一种或其中几种的混合物。
10.根据权利要求7或8所述的一种高效无机阻燃剂的应用,其特征在于所述的无卤阻燃聚烯烃材料具体是按以下步骤制备的:
一、按重量份数称取35份~75份聚烯烃树脂、20份~60份高效无机阻燃剂、0份~2.5份偶联剂、0.3份~1.5份抗氧剂和0.5份~2.5份加工助剂;
二、将称取的35份~75份聚烯烃树脂树脂置于密炼机中,在120℃~175℃混合2min~5min,然后加入20份~60份高效无机阻燃剂、0份~2.5份偶联剂、0.3份~1.5份抗氧剂和0.5份~2.5份加工助剂,再在温度为120℃~175℃下继续混合3min~7min,再经造粒机造粒,得到无卤阻燃聚烯烃材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810184830.2A CN108342087B (zh) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | 一种无机阻燃剂和制备方法及应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201810184830.2A CN108342087B (zh) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | 一种无机阻燃剂和制备方法及应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108342087A true CN108342087A (zh) | 2018-07-31 |
CN108342087B CN108342087B (zh) | 2021-03-26 |
Family
ID=62956559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201810184830.2A Active CN108342087B (zh) | 2018-03-06 | 2018-03-06 | 一种无机阻燃剂和制备方法及应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108342087B (zh) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109734990A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-10 | 北京理工大学 | 二维材料纳米改性阻燃乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的方法 |
CN110627079A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-31 | 广西大学 | 一种三元硼酸根水滑石阻燃剂及其制备方法和应用 |
CN110747630A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-02-04 | 薛采智 | 一种防水阻燃纺织品及其制备方法 |
CN113388182A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-09-14 | 哈尔滨理工大学 | 一种相调控可陶瓷化无卤阻燃聚烯烃复合材料及其制备方法 |
CN113817399A (zh) * | 2021-09-24 | 2021-12-21 | 肇庆市海特复合材料技术研究院 | 一种阻燃聚氨酯涂料的制备方法 |
CN113817191A (zh) * | 2021-10-14 | 2021-12-21 | 宁波东旭成新材料科技有限公司 | 一种阻燃性强的增亮膜的制备方法 |
CN116144094A (zh) * | 2023-03-10 | 2023-05-23 | 南雄市佛燃天然气有限公司 | 一种阻燃型燃气管道及其制备方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20010018486A1 (en) * | 1996-09-27 | 2001-08-30 | Joseph D. Lichtenhan | Preceramic additives as fire retardants for plastics |
CN1372589A (zh) * | 2000-05-11 | 2002-10-02 | 钟渊化学工业株式会社 | 阻燃剂和阻燃性树脂组合物 |
CN102282212A (zh) * | 2009-02-09 | 2011-12-14 | 三菱工程塑胶株式会社 | 聚碳酸酯树脂组合物及其成形体 |
CN102634093A (zh) * | 2011-02-11 | 2012-08-15 | 苏州汉扬精密电子有限公司 | 高阻燃性无卤电缆料 |
US20130074730A1 (en) * | 2007-07-17 | 2013-03-28 | United Technologies Corporation | High temperature refractory coatings for ceramic substrates |
WO2016028104A1 (ko) * | 2014-08-20 | 2016-02-25 | 한국기계연구원 | 화재 억제용 무기 난연 내화 복합체 및 그 제조 방법 |
CN106867090A (zh) * | 2017-03-13 | 2017-06-20 | 常熟市中联光电新材料有限责任公司 | 耐高温柔软热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料 |
CN106987029A (zh) * | 2017-05-10 | 2017-07-28 | 浙江鹏远新材料股份有限公司 | 氢氧化镁阻燃剂及其制备方法和阻燃交联聚乙烯泡沫塑料 |
-
2018
- 2018-03-06 CN CN201810184830.2A patent/CN108342087B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20010018486A1 (en) * | 1996-09-27 | 2001-08-30 | Joseph D. Lichtenhan | Preceramic additives as fire retardants for plastics |
CN1372589A (zh) * | 2000-05-11 | 2002-10-02 | 钟渊化学工业株式会社 | 阻燃剂和阻燃性树脂组合物 |
US20130074730A1 (en) * | 2007-07-17 | 2013-03-28 | United Technologies Corporation | High temperature refractory coatings for ceramic substrates |
CN102282212A (zh) * | 2009-02-09 | 2011-12-14 | 三菱工程塑胶株式会社 | 聚碳酸酯树脂组合物及其成形体 |
CN102634093A (zh) * | 2011-02-11 | 2012-08-15 | 苏州汉扬精密电子有限公司 | 高阻燃性无卤电缆料 |
WO2016028104A1 (ko) * | 2014-08-20 | 2016-02-25 | 한국기계연구원 | 화재 억제용 무기 난연 내화 복합체 및 그 제조 방법 |
CN106867090A (zh) * | 2017-03-13 | 2017-06-20 | 常熟市中联光电新材料有限责任公司 | 耐高温柔软热塑性低烟无卤阻燃聚烯烃电缆料 |
CN106987029A (zh) * | 2017-05-10 | 2017-07-28 | 浙江鹏远新材料股份有限公司 | 氢氧化镁阻燃剂及其制备方法和阻燃交联聚乙烯泡沫塑料 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
周素蓉等: "有机硅在无卤阻燃EVA中的应用", 《塑料工业》 * |
唐磊: "《耐高温隔热材料技术》", 31 July 2013, 国防工业出版社 * |
张焱焱等: "无卤阻燃ABS的研究现状", 《2006复合材料新进展》 * |
邬素华: "聚乙烯泡沫塑料阻燃性能的研究", 《塑料》 * |
邬素华等: "无卤阻燃聚乙烯复合材料的研究", 《天津轻工业学院学报》 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109734990A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-05-10 | 北京理工大学 | 二维材料纳米改性阻燃乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的方法 |
CN110627079A (zh) * | 2019-09-27 | 2019-12-31 | 广西大学 | 一种三元硼酸根水滑石阻燃剂及其制备方法和应用 |
CN110747630A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-02-04 | 薛采智 | 一种防水阻燃纺织品及其制备方法 |
CN113388182A (zh) * | 2021-08-04 | 2021-09-14 | 哈尔滨理工大学 | 一种相调控可陶瓷化无卤阻燃聚烯烃复合材料及其制备方法 |
CN113388182B (zh) * | 2021-08-04 | 2022-05-17 | 哈尔滨理工大学 | 一种相调控可陶瓷化无卤阻燃聚烯烃复合材料及其制备方法 |
CN113817399A (zh) * | 2021-09-24 | 2021-12-21 | 肇庆市海特复合材料技术研究院 | 一种阻燃聚氨酯涂料的制备方法 |
CN113817191A (zh) * | 2021-10-14 | 2021-12-21 | 宁波东旭成新材料科技有限公司 | 一种阻燃性强的增亮膜的制备方法 |
CN116144094A (zh) * | 2023-03-10 | 2023-05-23 | 南雄市佛燃天然气有限公司 | 一种阻燃型燃气管道及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN108342087B (zh) | 2021-03-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108342087A (zh) | 一种高效无机阻燃剂和制备方法及应用 | |
CN106279955B (zh) | 一种含石墨烯的高阻燃低烟无卤电缆料及其制备方法 | |
CN112250935B (zh) | 一种高阻燃等级低烟无卤材料及其制备方法和应用 | |
CN102898703B (zh) | 一种阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法 | |
CN100562540C (zh) | 一种环保型阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
CN102250406B (zh) | 一种具有高阻燃性能的聚乙烯材料 | |
CN105602078B (zh) | 一种膨胀型阻燃eva泡沫复合材料及其制备方法和应用 | |
CN105330943B (zh) | 一种阻燃绝缘电缆料及其制备方法 | |
CN102702598A (zh) | 一种耐150℃无卤阻燃聚烯烃电缆料及其制备方法 | |
CN110903538A (zh) | 90℃耐开裂耐湿阻燃聚乙烯电缆料及其制备方法 | |
CN112812435A (zh) | 一种常温导热高温阻燃的高分子复合材料及其制备方法 | |
CN108752732A (zh) | 一种玻璃纤维改性无卤阻燃聚丙烯材料、电池外壳及其制备方法 | |
CN105348630A (zh) | 一种电线电缆用高氧指数、强自熄性热塑性无卤低烟阻燃材料及其制备方法 | |
CN110845783A (zh) | 一种b1级布电线用低烟无卤阻燃聚烯烃电线料及其制备方法 | |
CN117534897A (zh) | 一种高韧性低烟无卤阻燃电线电缆护套料 | |
CN108192263B (zh) | 电梯随行电缆用石墨烯协效阻燃聚烯烃电缆护套料及制备方法 | |
CN108440816A (zh) | 一种无卤阻燃可交联聚烯烃电缆料 | |
CN102140192A (zh) | 低烟无卤聚烯烃复合材料及其制备方法 | |
CN115746447B (zh) | 一种无卤阻燃耐高温导热聚烯烃复合材料及其制备方法和应用 | |
CN100352859C (zh) | 纳米复合阻燃母料及其制备方法和应用 | |
CN113185796A (zh) | 一种室温自交联的125℃无卤阻燃电缆料及其制备方法 | |
CN112280165B (zh) | 一种环保低烟无卤阻燃线缆外护套料及其制备方法 | |
CN110041603A (zh) | 一种耐高温阻燃电缆料 | |
CN115710377B (zh) | 一种Ni@Mg增强型海泡石复合成炭剂及其制备方法和在EVA的应用 | |
CN113388182B (zh) | 一种相调控可陶瓷化无卤阻燃聚烯烃复合材料及其制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |