CN109912848A - 一种用于改性塑料的混合型阻燃剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于改性塑料的混合型阻燃剂及其制备方法，具体涉及阻燃剂领域，具体包括以下重量份成分：氢氧化镁50‑70份、石灰粉10‑20份、粘土5‑10份、去离子水30‑50份、低聚合度聚磷酸铵10‑20份、海泡石粉末5‑10份、偶联剂3‑5份、交联剂3‑5份。本发明通过采用石灰粉和粘土共用，在生产过程中，利用球磨机对其进行充分混合粉碎，与原料中的的多种偶联剂复合，能产生协同效应，经过表面改性处理后的改性塑料表面活性得到了提高，增强了改性塑料的亲和力，改善了制品的物理机械性能，增加了改性塑料的加工流动性，提高了改性塑料的各种电气性能和阻燃性能。
Description
技术领域
本发明涉及阻燃剂领域，更具体地说，本发明涉及一种用于改性塑料的混合型阻燃剂及其制备方法。
背景技术
随着技术发展，改性塑料被赋予了各种特殊的性能，如高强度纤维填充型增强塑料，具有高力学性能，常用于替代部分金属、木材等材料用于结构件；又如填充型导电塑料，具有静电消散、导电甚至电磁屏蔽的功能，用于替代金属屏蔽板、蜂窝波导或屏蔽罩。各种类型的塑料在交通、电子通讯、家电等诸多领域得到了广泛的应用。大部分应用中出于对安全性的考虑，对使用的塑料都提出了阻燃要求，所以在制备改性塑料时需要根据实际需求添加不同类型的阻燃剂以达到阻燃效果。
关于磷系阻燃剂的研究最早始于19世纪中期，随时间推移至今已经行成了庞大而严谨的阻燃体系。目前使用的磷系阻燃剂应用领域十分广泛，包括供使用粉体填充塑料制备的电线缆的绝缘层、使用玻璃纤维填充增强塑料制备的家用电器外壳、使用碳纤维填充导电塑料制备的通讯基础设施外壳等等。但是现有的阻燃剂在对改性塑料进行使用时性能不佳，导致改性塑料的电气性能差，阻燃性能降低，影响改性塑料在各种行业中的应用。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种用于改性塑料的混合型阻燃剂及其制备方法，通过采用石灰粉和粘土共用，在生产过程中，利用球磨机对其进行充分混合粉碎，与原料中的的多种偶联剂复合，能产生协同效应，经过表面改性处理后的改性塑料表面活性得到了提高，增强了改性塑料的亲和力，改善了制品的物理机械性能，增加了改性塑料的加工流动性，提高了改性塑料的各种电气性能和阻燃性能。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于改性塑料的混合型阻燃剂，具体包括以下重量份成分：氢氧化镁50-70份、石灰粉10-20份、粘土5-10份、去离子水30-50份、低聚合度聚磷酸铵10-20份、海泡石粉末5-10份、偶联剂3-5份、交联剂3-5份。
优选的，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化氢二异丙苯中的一种或多种混合物，所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂和硅烷偶联剂中的一种或混合物。
优选的，所述海泡石粉末的颗粒目数为200-300目。
一种用于改性塑料的混合型阻燃剂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一，将去离子水30-50份导入加热容器内，对其进行加热至50-60℃后，倒入低聚合度聚磷酸铵10-20份后进行搅拌10-20min，然后将加热容器放置于通风处进行密封静置3-5h，得混合溶液；
步骤二，将氢氧化镁50-70份、石灰粉10-20份和粘土5-10份依次加入至搅拌机内，以转速100-150转/分钟的速度对其进行搅拌，使其混合均匀后，送入至混合型球磨机内，混合型球磨机对其进行进一步混合和粉碎，最终球磨粉碎粒度为0.5-2mm，得到球磨料；
步骤三，对步骤一中的混合溶液利用筛网进行过滤，去除混合溶液中的颗粒杂质，将过滤后的混合溶液倒入至搅拌机内，添加偶联剂3-5份，启动搅拌机对其进行搅拌30-40min后，将搅拌后的溶液取出，放置于冷藏室内冷藏1-3h；
步骤四，将步骤三中冷藏的溶液取出倒入至带有加热功能的搅拌机内，然后加入交联剂3-5份，启动搅拌机对溶液加热至50-60℃，并以转速100-150转/分钟的速度对其进行搅拌，使其混合均匀后，取出，得到产品阻燃剂。
优选的，所述步骤三中使用的筛网由不锈钢材料制成，筛网的筛孔直径为1-2mm，所述步骤三中的冷藏室的温度设置为0-5℃。
优选的，所述步骤四中，搅拌机的搅拌时间为50-70min。
本发明的技术效果和优点：
1、通过采用石灰粉和粘土共用，在生产过程中，利用球磨机对其进行充分混合粉碎，与原料中的的多种偶联剂复合，能产生协同效应，经过表面改性处理后的改性塑料表面活性得到了提高，增强了改性塑料的亲和力，改善了制品的物理机械性能，增加了改性塑料的加工流动性，提高了改性塑料的各种电气性能和阻燃性能；
2、通过添加海泡石粉末材料，将其与原料进行充分搅拌混合，然后加入交联剂，可提升阻燃剂的性能，在使用时能使塑料变成部分网状结构，可改善阻燃剂的分散性，有利于塑料燃烧时产生结炭作用，提高阻燃性能，并能增加制品的机械、耐热等性能；
3、本发明工艺简单，设备要求低，可操作性强，具有良好的社会推广应用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本发明提供了一种用于改性塑料的混合型阻燃剂，具体包括以下重量份成分：氢氧化镁50份、石灰粉10份、粘土5份、去离子水30份、低聚合度聚磷酸铵10份、海泡石粉末5份、偶联剂3份、交联剂3份。
上述的一种用于改性塑料的混合型阻燃剂中，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化氢二异丙苯中的一种或多种混合物，所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂和硅烷偶联剂中的一种或混合物，所述海泡石粉末的颗粒目数为200目。
上述的一种用于改性塑料的混合型阻燃剂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一，将去离子水30份导入加热容器内，对其进行加热至50℃后，倒入低聚合度聚磷酸铵10份后进行搅拌10min，然后将加热容器放置于通风处进行密封静置3h，得混合溶液；
步骤二，将氢氧化镁50份、石灰粉10份和粘土5份依次加入至搅拌机内，以转速100转/分钟的速度对其进行搅拌，使其混合均匀后，送入至混合型球磨机内，混合型球磨机对其进行进一步混合和粉碎，最终球磨粉碎粒度为0.5mm，得到球磨料；
步骤三，对步骤一中的混合溶液利用筛孔直径为1mm的不锈钢筛网进行过滤，去除混合溶液中的颗粒杂质，将过滤后的混合溶液倒入至搅拌机内，添加偶联剂3份，启动搅拌机对其进行搅拌30min后，将搅拌后的溶液取出，放置于温度为0℃的冷藏室内冷藏1h；
步骤四，将步骤三中冷藏的溶液取出倒入至带有加热功能的搅拌机内，然后加入交联剂3份，启动搅拌机对溶液加热至50℃，并以转速100转/分钟的速度对其进行搅拌50min后，取出，得到产品阻燃剂。
实施例2
本发明提供了一种用于改性塑料的混合型阻燃剂，具体包括以下重量份成分：氢氧化镁70份、石灰粉20份、粘土10份、去离子水50份、低聚合度聚磷酸铵20份、海泡石粉末10份、偶联剂5份、交联剂5份。
上述的一种用于改性塑料的混合型阻燃剂中，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化氢二异丙苯中的一种或多种混合物，所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂和硅烷偶联剂中的一种或混合物，所述海泡石粉末的颗粒目数为300目。
上述的一种用于改性塑料的混合型阻燃剂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一，将去离子水50份导入加热容器内，对其进行加热至60℃后，倒入低聚合度聚磷酸铵20份后进行搅拌20min，然后将加热容器放置于通风处进行密封静置5h，得混合溶液；
步骤二，将氢氧化镁70份、石灰粉20份和粘土10份依次加入至搅拌机内，以转速150转/分钟的速度对其进行搅拌，使其混合均匀后，送入至混合型球磨机内，混合型球磨机对其进行进一步混合和粉碎，最终球磨粉碎粒度为2mm，得到球磨料；
步骤三，对步骤一中的混合溶液利用筛孔直径为2mm的不锈钢筛网进行过滤，去除混合溶液中的颗粒杂质，将过滤后的混合溶液倒入至搅拌机内，添加偶联剂5份，启动搅拌机对其进行搅拌40min后，将搅拌后的溶液取出，放置于温度为5℃的冷藏室内冷藏3h；
步骤四，将步骤三中冷藏的溶液取出倒入至带有加热功能的搅拌机内，然后加入交联剂5份，启动搅拌机对溶液加热至60℃，并以转速150转/分钟的速度对其进行搅拌70min后，取出，得到产品阻燃剂。
实施例3
本发明提供了一种用于改性塑料的混合型阻燃剂，具体包括以下重量份成分：氢氧化镁60份、石灰粉15份、粘土7份、去离子水40份、低聚合度聚磷酸铵15份、海泡石粉末7份、偶联剂4份、交联剂4份。
上述的一种用于改性塑料的混合型阻燃剂中，所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化氢二异丙苯中的一种或多种混合物，所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂和硅烷偶联剂中的一种或混合物，所述海泡石粉末的颗粒目数为250目。
上述的一种用于改性塑料的混合型阻燃剂的制备方法，具体包括如下步骤：
步骤一，将去离子水40份导入加热容器内，对其进行加热至55℃后，倒入低聚合度聚磷酸铵15份后进行搅拌15min，然后将加热容器放置于通风处进行密封静置4h，得混合溶液；
步骤二，将氢氧化镁60份、石灰粉15份和粘土7份依次加入至搅拌机内，以转速130转/分钟的速度对其进行搅拌，使其混合均匀后，送入至混合型球磨机内，混合型球磨机对其进行进一步混合和粉碎，最终球磨粉碎粒度为1mm，得到球磨料；
步骤三，对步骤一中的混合溶液利用筛孔直径为1.5mm的不锈钢筛网进行过滤，去除混合溶液中的颗粒杂质，将过滤后的混合溶液倒入至搅拌机内，添加偶联剂4份，启动搅拌机对其进行搅拌35min后，将搅拌后的溶液取出，放置于温度为3℃的冷藏室内冷藏2h；
步骤四，将步骤三中冷藏的溶液取出倒入至带有加热功能的搅拌机内，然后加入交联剂4份，启动搅拌机对溶液加热至55℃，并以转速130转/分钟的速度对其进行搅拌60min后，取出，得到产品阻燃剂。
通过以上三组实施例可以得到三种用于改性塑料的混合型阻燃剂，将这三种用于改性塑料的混合型阻燃剂分别进行试用测试，再用普通原料制成的阻燃剂进行试用试验，结果得出三组实施例中的用于改性塑料的混合型阻燃剂的性能均有不同的提升，其中实施例3中用于改性塑料的混合型阻燃剂的性能最好，价值最高，通过采用石灰粉和粘土共用，在生产过程中，利用球磨机对其进行充分混合粉碎，与原料中的的多种偶联剂复合，能产生协同效应，经过表面改性处理后的改性塑料表面活性得到了提高，增强了改性塑料的亲和力，改善了制品的物理机械性能，增加了改性塑料的加工流动性，提高了改性塑料的各种电气性能和阻燃性能。
表1位实施例1-3中的产品用于改性塑料的各项性能测试结果：
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于改性塑料的混合型阻燃剂，其特征在于：具体包括以下重量份成分：氢氧化镁50-70份、石灰粉10-20份、粘土5-10份、去离子水30-50份、低聚合度聚磷酸铵10-20份、海泡石粉末5-10份、偶联剂3-5份、交联剂3-5份。
2.根据权利要求1所述的一种用于改性塑料的混合型阻燃剂，其特征在于：所述交联剂为过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰、过氧化氢二异丙苯中的一种或多种混合物，所述偶联剂为钛酸酯类偶联剂和硅烷偶联剂中的一种或混合物。
3.根据权利要求1所述的一种用于改性塑料的混合型阻燃剂，其特征在于：所述海泡石粉末的颗粒目数为200-300目。
4.一种用于改性塑料的混合型阻燃剂的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤一，将去离子水30-50份导入加热容器内，对其进行加热至50-60℃后，倒入低聚合度聚磷酸铵10-20份后进行搅拌10-20min，然后将加热容器放置于通风处进行密封静置3-5h，得混合溶液；
步骤二，将氢氧化镁50-70份、石灰粉10-20份和粘土5-10份依次加入至搅拌机内，以转速100-150转/分钟的速度对其进行搅拌，使其混合均匀后，送入至混合型球磨机内，混合型球磨机对其进行进一步混合和粉碎，最终球磨粉碎粒度为0.5-2mm，得到球磨料；
步骤三，对步骤一中的混合溶液利用筛网进行过滤，去除混合溶液中的颗粒杂质，将过滤后的混合溶液倒入至搅拌机内，添加偶联剂3-5份，启动搅拌机对其进行搅拌30-40min后，将搅拌后的溶液取出，放置于冷藏室内冷藏1-3h；
步骤四，将步骤三中冷藏的溶液取出倒入至带有加热功能的搅拌机内，然后加入交联剂3-5份，启动搅拌机对溶液加热至50-60℃，并以转速100-150转/分钟的速度对其进行搅拌，使其混合均匀后，取出，得到产品阻燃剂。
5.根据权利要求1所述的一种用于改性塑料的混合型阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述步骤三中使用的筛网由不锈钢材料制成，筛网的筛孔直径为1-2mm，所述步骤三中的冷藏室的温度设置为0-5℃。
6.根据权利要求1所述的一种用于改性塑料的混合型阻燃剂的制备方法，其特征在于：所述步骤四中，搅拌机的搅拌时间为50-70min。
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