一种磷酸铝分子筛阻燃剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种磷酸铝分子筛阻燃剂及其制备方法，属于阻燃剂【技术领域】。它是由以下重量份的原料制成：磷酸铝分子筛1～5份，主阻燃剂1～5份，阻燃协效剂1～3份，抗滴落剂0.1～0.3份；所述的主阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐、六苯氧基环三磷腈、聚磷酸铵中的一种或几种。利用分子筛材料的特点，将其与阻燃剂复合，提供一种具有优异协效作用的分子筛-有机无机复合阻燃剂。通过在磷酸铝分子筛中引入过渡金属原子，使分子筛和阻燃剂之间产生协同效应。本发明涉及复合阻燃剂阻燃性能好，抑烟效果良好，且阻燃剂的添加量少，为绿色环保的无卤阻燃剂。同时，该复合阻燃剂对基体材料的力学性能影响较小，相容性好，防迁移。
【专利说明】-种磯酸锅分子筛阻燃剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无团阻燃材料制备领域，涉及无团阻燃剂改性及其制备领域，具体为 一种磯酸铅分子筛阻燃剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着高分子材料及其合金材料广泛应用于电子、建筑、交通等领域，其本身的安全 问题也日渐突出。由于高分子材料大多具有易燃性，为了避免火灾等安全事故，对材料阻燃 性能的要求也越来越高。
[0003] 目前，在已开发的阻燃体系中，团/键类尤其是漠键类占了很大一部分比例。其具 有阻燃效率高、用量小、对材料的性能影响小的优点。然而，随着环境要求的提高，低团/无 团阻燃剂的研究与开发越来越受到各研究单位的重视。
[0004] 传统的阻燃剂有氨氧化铅、氨氧化镇、测酸锋、H聚氯胺氯尿酸盐等等。常用的无 机阻燃助剂有（1)键系：H氧化二键、五氧化二键、键酸轴等。（2)钢系；H氧化二钢、八钢 酸馈。（3)锡系；锡酸锋、锡酸轴。（4)其他；二茂铁、蒙脱±等。目前，使用多种阻燃剂复 配，利用不同阻燃剂的协同效应W期获得更高的阻燃效率已经成为目前研究的热点之一。
[0005] 分子筛是一种非常常见的无机化工原料。分子筛用于阻燃领域，目前已有报道。东 丽纤维研究所（中国）在专利CN101338201A中公开了一种"含介孔分子筛的有机-无机复 合阻燃剂及其制备方法"，该阻燃剂包含0. 1%?50%质量的介孔分子筛和50%?99. 9% 质量的有机阻燃剂。该发明制得的复合阻燃剂是一种新型高效的无团复合阻燃剂。
[0006] 中南林业大学在专利文献CN102660301A中公开了"一种氧化铁惨杂介孔分子筛 抑烟剂的制备方法"。该发明W介孔分子筛为载体，通过超声分散、蒸发浓缩引入铁前驱体， 后经高温锻烧，得到氧化铁惨杂的介孔分子筛抑烟剂。该抑烟剂具有很高的比表面积，可W 对阻燃过程中释放的烟雾毒气有高吸附容量和选择性吸附作用。
[0007] 目前分子筛材料由于其本身具有很高的比表面积和良好的热稳定性，W及独特的 纳米反应器结构和催化作用作为阻燃剂已经被国内外广泛报道。但是目前主要是将其作为 固体酸催化剂、膨胀阻燃体系的协效剂或抑烟剂。
【发明内容】
[0008] 本发明利用分子筛材料的特点，将其与阻燃剂复合，提供一种具有优异协效作用 的分子筛-有机无机复合阻燃剂及其制备方法，具体是一种磯酸铅分子筛阻燃剂及其制备 方法。本发明涉及的复合阻燃剂为分子筛材料的无团复合阻燃剂，选用的分子筛材料为具 有阻燃性能的磯系阻燃剂，而分子筛自身的微孔特性，提高了本发明复合阻燃剂的抑烟性 能，分子筛结构的微孔作为微型的反应器，可W与添加的主阻燃剂及协效阻燃剂充分相容， 将阻燃协效作用充分发挥。通过在磯酸铅分子筛中引入过渡金属原子，使分子筛和阻燃剂 之间产生协效阻燃效果更好。本发明涉及复合阻燃剂阻燃性能好，抑烟效果良好，且阻燃剂 的添加量少。同时，该复合阻燃剂为无团阻燃剂，对环境友好，绿色环保。同时，该复合阻燃 剂对基体材料的力学性能影响较小，相容性好，防迁移。
[0009] 本发明所采用的技术方案为：
[0010] 一种磯酸铅分子筛阻燃剂，其特征在于，由W下重量份的原料制成；磯酸铅分子筛 1?5份，主阻燃剂1?5份，阻燃协效剂1?3份，抗滴落剂0. 1?0. 3份；
[0011] 所述的主阻燃剂为H聚氯胺氯尿酸盐、H聚氯胺磯酸盐、六苯氧基环H磯膳、聚磯 酸馈中的一种或几种。
[001引 优选的，所述的磯酸铅分子筛为 A1P0-5、A1P0-11、A1P0-18、A1P0-31、A1P0-34、 A1P0-40、娃磯酸铅分子筛和相应的金属惨杂的杂原子磯酸铅分子筛中的一种或几种。
[0013] 优选的，所述金属惨杂的杂原子磯酸铅分子筛所用的金属为铁、铜、媒、镇、钻中的 一种。
[0014] 优选的，所述的阻燃协效剂为H氧化二键、次磯酸铅、测酸锋、蒙脱±中的一种或 几种。
[0015] 优选的，所述的抗滴落剂为聚四氣己帰类抗滴落剂。
[0016] 本发明还提供了一种磯酸铅分子筛阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括W下步 骤：
[0017] 按照上述的重量份称取原料，将磯酸铅分子筛、主阻燃剂、阻燃协效剂、抗滴落剂 加入高速混合机中升温至80-12(TC高速混合1-化，降低温度冷却至40-5(TC后粉碎、过筛、 包装后得到磯酸铅分子筛阻燃剂。
[0018] 本发明的有益效果：
[0019] ①本发明涉及的磯酸铅分子筛阻燃剂为分子筛材料的无团复合阻燃剂，选用的分 子筛材料为具有阻燃性能的磯系阻燃剂，而分子筛自身的微孔特性，提高了本发明复合阻 燃剂的抑烟性能，分子筛结构的微孔作为微型的反应器，可W与添加的主阻燃剂及协效阻 燃剂充分相容，将阻燃协效作用充分发挥。通过在磯酸铅分子筛中引入过渡金属原子，使分 子筛和阻燃剂之间产生协效阻燃效果更好。
[0020] ②本发明涉及复合阻燃剂阻燃性能好，抑烟效果良好，且阻燃剂的添加量少。同 时，该复合阻燃剂为无团阻燃剂，对环境友好，绿色环保，可完全替代漠键类阻燃剂并且可 W达到更好的阻燃效果。同时，该复合阻燃剂对基体材料的力学性能影响较小，相容性好， 防迁移（7(TC水煮30天试验后，制件表面无析出现象）。
【具体实施方式】
[0021] 为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的 内容不仅仅局限于下面的实施例，实施例不应视作对本发明保护范围的限定。
[0022] 实施例1
[0023] 配比（重量份）=AlPO-Il分子筛5份，H聚氯胺氯尿酸盐5份、H氧化二键1份， 抗滴落剂聚四氣己帰0.3份。
[0024] 制备方法：按上述重量份称取原料，将磯酸铅分子筛（A1P0-11分子筛）、主阻燃剂 (H聚氯胺氯尿酸盐）、阻燃协效剂（H氧化二键）、抗滴落剂聚四氣己帰加入高速混合机中 升温至8(TC，高速混合化，降低温度冷却至4(TC后粉碎、过筛、包装后得到本发明磯酸铅分 子筛阻燃剂。
[002引实施例I在30%玻纤增强PBT中的应用：在30%玻纤增强PBT中，添加13%的实 施例1的阻燃剂，混合均匀后使用双螺杆挤出机制备成改性料，用注塑机注塑出标准样条 后，测试其阻燃性能和力学性能。
[0026] 对比实验：在30%玻纤增强PBT中，添加10. 5%的十漠二苯己焼和3. 5%的H氧 化二键复配作为阻燃剂，混合均匀后使用双螺杆挤出机制备成改性料，用注塑机注塑出标 准样条后，测试其阻燃性能和力学性能。
[0027] 实施例2
[0028] 配比（重量份）；CoAP0-5分子筛3份，H聚氯胺磯酸盐3份、测酸锋3份，抗滴落 剂聚四氣己帰0.2份。
[0029] 制备方法：按上述重量份称取原料，将磯酸铅分子筛（CoAPO-5分子筛）、主阻燃剂 (H聚氯胺磯酸盐）、阻燃协效剂（测酸锋）、抗滴落剂聚四氣己帰加入高速混合机中升温 至9(TC高速混合1.化，后降低温度冷却至4(TC后粉碎、过筛、包装后得到本发明磯酸铅分 子筛阻燃剂。
[0030] 实施例2在30%玻纤增强PBT中的应用：在30%玻纤增强PBT中，添加13%的实 施例2的阻燃剂，混合均匀后使用双螺杆挤出机制备成改性料，用注塑机注塑出标准样条 后，测试其阻燃性能和力学性能。
[0031] 对比实验：在30%玻纤增强PBT中，添加10. 5%的十漠二苯己焼和3. 5%的H氧 化二键复配作为阻燃剂，混合均匀后使用双螺杆挤出机制备成改性料，用注塑机注塑出标 准样条后，测试其阻燃性能和力学性能。
[00础 实施例3
[003引配比（重量份）；FeAP0-34分子筛2份，六苯氧基环立磯膳1份、次磯酸铅3份，抗 滴落剂聚四氣己帰0.1份。
[0034] 制备方法：按上述重量份称取原料，将磯酸铅分子筛（FeAPO-34分子筛）、主阻燃 剂（六苯氧基环H磯膳）、阻燃协效剂（次磯酸铅）、抗滴落剂聚四氣己帰加入高速混合机 中升温至9(TC高速混合1.化，降低温度冷却至5(TC后粉碎、过筛、包装后得到本发明磯酸 铅分子筛阻燃剂。
[003引实施例3在30%玻纤增强PBT中的应用：在30%玻纤增强PBT中，添加12%的实 施例3的阻燃剂，混合均匀后使用双螺杆挤出机制备成改性料，用注塑机注塑出标准样条 后，测试其阻燃性能和力学性能。
[0036] 对比实验：在30%玻纤增强PBT中，添加10. 5%的十漠二苯己焼和3. 5%的H氧 化二键复配作为阻燃剂，混合均匀后使用双螺杆挤出机制备成改性料，用注塑机注塑出标 准样条后，测试其阻燃性能和力学性能。
[0037] 实施例4
[0038] 配比（重量份）；化AP0-18分子筛3份，A1P0-31分子筛2份、H聚氯胺氯尿酸盐 2份、H聚氯胺磯酸盐3份、H氧化二键1份、测酸锋1份，抗滴落剂聚四氣己帰0. 3份。
[0039] 制备方法：按上述重量份称取原料，将磯酸铅分子筛（FeAPO-18分子筛、A1P0-31 分子筛）、主阻燃剂（H聚氯胺氯尿酸盐、H聚氯胺磯酸盐）、阻燃协效剂（H氧化二键）、抗 滴落剂聚四氣己帰加入高速混合机中升温至9(TC高速混合化，后降低温度冷却至4(TC后 粉碎、过筛、包装后得到本发明磯酸铅分子筛阻燃剂。
[0040] 实施例4在30 %玻纤增强PBT中的应用：在30 %玻纤增强PBT中，添加11 %的实 施例4的阻燃剂，混合均匀后使用双螺杆挤出机制备成改性料，用注塑机注塑出标准样条 后，测试其阻燃性能和力学性能。
[0041] 对比实验：在30%玻纤增强PBT中，添加10. 5%的十漠二苯己焼和3. 5%的H氧 化二键复配作为阻燃剂，混合均匀后使用双螺杆挤出机制备成改性料，用注塑机注塑出标 准样条后，测试其阻燃性能和力学性能。
[0042] 实施例5
[0043] 配比（重量份）；CoAP0-5分子筛2份、A1P0-402份，六苯氧基环H磯膳2份、聚磯 酸馈3份、次磯酸铅1份、蒙脱± 1份，抗滴落剂聚四氣己帰0. 2份。
[0044] 制备方法：按上述重量份称取原料，将磯酸铅分子筛（CoAPO-5分子筛、A1P0-40)、 主阻燃剂（六苯氧基环H磯膳、聚磯酸馈）、阻燃协效剂（次磯酸铅、蒙脱±)、抗滴落剂聚 四氣己帰加入高速混合机中升温至IOOC高速混合均匀，降低温度冷却至5(TC后粉碎、过 筛、包装后得到本发明磯酸铅分子筛阻燃剂。
[0045] 实施例5在30%玻纤增强PBT中的应用：在30%玻纤增强PBT中，添加10%的实 施例5的阻燃剂，混合均匀后使用双螺杆挤出机制备成改性料，用注塑机注塑出标准样条 后，测试其阻燃性能和力学性能。
[0046] 对比实验：在30%玻纤增强PBT中，添加10. 5%的十漠二苯己焼和3. 5%的H氧 化二键复配作为阻燃剂，混合均匀后使用双螺杆挤出机制备成改性料，用注塑机注塑出标 准样条后，测试其阻燃性能和力学性能。
[0047] 表1实施例与对比实施例阻燃性能及力学性能数据
[0048]
【权利要求】
1. 一种磷酸铝分子筛阻燃剂，其特征在于，由以下重量份的原料制成：磷酸铝分子筛 1?5份，主阻燃剂1?5份，阻燃协效剂1?3份，抗滴落剂0. 1?0. 3份； 所述的主阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺磷酸盐、六苯氧基环三磷腈、聚磷酸铵 中的一种或几种。
2. 根据权利要求1所述的磷酸铝分子筛阻燃剂，其特征在于，所述的磷酸铝分子筛为 八1卩0-5^1?0-11^1?0-18、41?0-31^1?0-34、41?0-40、硅磷酸铝分子筛和相应的金属掺杂 的杂原子磷酸铝分子筛中的一种或几种。
3. 根据权利要求2所述的磷酸铝分子筛阻燃剂，其特征在于，所述金属掺杂的杂原子 磷酸铝分子筛所用的金属为铁、铜、镍、镁、钴中的一种。
4. 根据权利要求1所述的磷酸铝分子筛阻燃剂，其特征在于，所述的阻燃协效剂为三 氧化二锑、次磷酸铝、硼酸锌、蒙脱土中的一种或几种。
5. 根据权利要求1所述的磷酸铝分子筛阻燃剂，其特征在于，所述的抗滴落剂为聚四 氟乙烯类抗滴落剂。
6. -种根据权利要求1-5任一所述的磷酸铝分子筛阻燃剂的制备方法，其特征在于， 包括以下步骤： 按照权利要求1-5所述的重量份称取原料，将磷酸铝分子筛、主阻燃剂、阻燃协效剂、 抗滴落剂加入高速混合机中升温至80-120°C高速混合l_2h，降低温度冷却至40-50°C后粉 碎、过筛、包装后得到磷酸铝分子筛阻燃剂。
【文档编号】C08L27/18GK104356565SQ201410597426
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月30日 优先权日:2014年10月30日
【发明者】王长旭, 孙晓丽, 张旭, 颜志良, 肖学文 申请人:济南泰星精细化工有限公司