一种基于分解控制的水菱镁石高效阻燃剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水菱镁石和PVC复配阻燃剂制备方法，属于无机阻燃和有机协同 阻燃领域。
【背景技术】
[0002] 水菱镁石作为一种无机阻燃剂，具有无毒、无挥发、稳定性好、经济环保、并且资源 丰富等优点。水菱镁石具有优异的抑制氯化氢能力以及极佳消烟性能。
[0003]水菱镁石是一种天然碱式碳酸镁，是一种极性较强的无机化合物，由于其晶体内 应变使晶体表面带有正电荷，具有亲水性，晶粒趋向于二次凝聚，这样即使被干燥，晶体内 也存在着不可忽视的水分。
[0004] 虽然水菱镁石作为阻燃剂具有无毒、无烟、抗酸、无腐蚀性、填充、分解温度高、高 效促进基材成碳作用等优点而广泛受到关注。但是由于无机阻燃剂具有较强的极性和亲水 性，与合成材料的相容性较差、添加量大，界面难以形成良好的结合和粘结，相互的作用力 很小，在开发和研究无机阻燃剂时，常常因为这个问题而导致阻燃效果低，力学性能下降等 问题。
[0005]-般采用偶联剂对无机阻燃剂经表面进行改性，无机阻燃剂经表面处理后可以增 强粒子对合成材料基质的亲和力。如采用硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂处理水菱镁石，但往 往对加工性能和力学性能的提高很微弱。若加入PVC可以可以改变水菱镁石的分解行为， 可以使高温区分解提前分解提高阻燃性。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于结合现有的技术，提供一种新的阻燃配方来提高阻燃性能。并 且使PP添加了这种阻燃剂得到的复合材料加工性能和力学性能均有显著的提升，是一种 可操作性强，阻燃效率高的方法。
[0007]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种基于分解控制的水菱镁石高效 阻燃剂，其组成成分和质量份数为下： 水菱镁石 20-30份； 聚氯乙烯（PVC) 20-30份； 钙锌稳定剂 2份； 氯化石蜡 3份； 其中所述的水菱镁石为粒径2~30μm以下的水菱镁石。
[0008]其中所述的聚氯乙烯为聚合度较低，例如，分子量5W~11W，聚合度为800,聚合度 较低易加工。
[0009]其中所述的钙锌热稳定剂其特征在于其中所述钙锌稳定剂为钙盐和锌盐复合而 成，其质量比为1:1 ;其中钙盐为硬脂酸钙，锌盐为硬脂酸锌。
[0010] 其中所述的氯化石蜡作为阻燃助剂的增塑剂，同时也具有阻燃性、耐潮耐化学腐 蚀性。
[0011] 上述一种基于分解控制的水菱镁石高效阻燃剂的制备方法，按照下述步骤进行： (1)按配比将PVC、钙锌稳定剂、氯化石蜡和HM使用密炼机进行密炼温度设定为190 °C。
[0012] ( 2)再用粉碎机粉碎过筛，得到的混合物即为水菱镁石高效阻燃剂。
[0013] 上述一种基于分解控制的水菱镁石高效阻燃剂，其特点在于通过PVC分解产生的 HCL促进HM提前分解，以起到高效阻燃作用。
[0014] 本发明具有的有益效果：水菱镁石和PVC复配得到的阻燃剂有着良好的阻燃功 能，成本低。同时水菱镁石可以吸收聚氯乙烯燃烧所释放的HCL气体，使其水菱镁石的分解 行为发生变化，达到高效阻燃的效果。
[0015]
【具体实施方式】
[0016] 本发明所述的水菱镁石其特征在于其中所述水菱镁石为粒径2~30μm以下，例如 莱州宏磊工贸有限公司提供的HM。
[0017] 其中所述的聚氯乙烯为聚合度较低例如，分子量5W~11W，聚合度为800,聚合度较 低易加工，例如常州市惠利贸易有限公司提供的牌号为S-700的PVC。
[0018] 其中所述的钙锌热稳定剂其特征在于其中所述钙锌稳定剂为钙盐和锌盐复合而 成热稳定剂，其质量比为1:1。例如钙盐为硬脂酸钙、锌盐为硬脂酸锌由厦门市缔泉化工有 限公司提供。
[0019] 其中所述的氯化石蜡作为阻燃助剂的增塑剂，同时也具有阻燃性、耐潮耐化学腐 蚀性。例如苏州赛帕汉特种油品有限公司提供。
[0020] 一种基于分解控制的水菱镁石高效阻燃剂，按照下述步骤制备： (1)按配比将PVC、钙锌稳定剂、氯化石蜡和HM使用密炼机进行密炼温度设定为190 °C。
[0021] ( 2)再用粉碎机粉碎过筛，得到的混合物即为水菱镁石高效阻燃剂。
[0022] 3. -种基于分解控制的水菱镁石高效阻燃剂，其特点在于通过PVC分解产生的 HCL促进HM提前分解，以起到高效阻燃作用。
[0023] 实施例1 配方：聚氯乙烯30份，钙锌稳定剂2份，氯化石蜡3份，水菱镁石20份。
[0024] 按配比将聚氯乙烯、钙锌稳定剂、氯化石蜡使用高速搅拌机进行混合，得到聚氯乙 烯混合物，再使用鼓风烘箱或真空烘箱对其充分干燥，将干燥后的混合物(聚氯乙烯）和水 菱镁石进行机械混合，即可得到水菱镁石高效阻燃剂，再用粉碎机粉碎成粉末。然后将制 备的水菱镁石高效阻燃剂与PP按一定比例进行混合密炼，设定密炼机温度为190°C，转速 20r/min，密炼5分钟，得到的样品使用平板硫化机进行压片，压片后通过裁成拉伸样条和 氧指数测试样条，按（GB/T1040-2006)和（GB/T2406-1993)标准对其进行力学性能和氧指 数的测定。测定结果如表1。
[0025] 实施例2 配方：聚氯乙烯25份，钙锌稳定剂2份，氯化石蜡3份，水菱镁石25份，聚丙烯（PP)50 份 按配比将聚氯乙烯、钙锌稳定剂、氯化石蜡使用高速搅拌机进行混合，得到聚氯乙烯混 合物，再使用鼓风烘箱或真空烘箱对其充分干燥，将干燥后的混合物(聚氯乙烯）和水菱镁 石进行机械混合，即可得到水菱镁石高效阻燃剂，再用粉碎机粉碎成粉末。然后将制备的 水菱镁石高效阻燃剂与PP按一定比例进行混合密炼，设定密炼机温度为190°C，转速20r/ min，密炼5分钟，得到的样品使用平板硫化机进行压片，压片后通过裁成拉伸样条和氧指 数测试样条，按（GB/T1040-2006)和（GB/T2406-1993)标准对其进行力学性能和氧指数的 测定。测定结果如表1。
[0026] 实施例3 配方：聚氯乙烯20份，钙锌稳定剂2份，氯化石蜡3份，水菱镁石30份，聚丙烯（PP)50 份 按配比将聚氯乙烯、钙锌稳定剂、氯化石蜡使用高速搅拌机进行混合，得到聚氯乙烯混 合物，再使用鼓风烘箱或真空烘箱对其充分干燥，将干燥后的混合物(聚氯乙烯）和水菱镁 石进行机械混合，即可得到水菱镁石高效阻燃剂，再用粉碎机粉碎成粉末。然后将制备的 水菱镁石高效阻燃剂与PP按一定比例进行混合密炼，设定密炼机温度为190°C，转速20r/ min，密炼5分钟，得到的样品使用平板硫化机进行压片，压片后通过裁成拉伸样条和氧指 数测试样条，按（GB/T1040-2006)和（GB/T2406-1993)标准对其进行力学性能和氧指数的 测定。测定结果如表1。
[0027] 对比例1 配方：水菱镁石50份，聚丙烯（PP) 50份 将水菱镁石与PP按一定比例进行混合密炼，设定密炼机温度为190°C，转速20r/min， 密炼5分钟。得到的样品使用平板硫化机进行压片，压片后通过裁样制成拉伸样条和氧指 数测试样条，按（GB/T1040-2006)和（GB/T2406-1993)标准对其进行力学性能和氧指数的 测定。测定结果如表1。
[0028] 对比例2 配方：氢氧化镁50份，聚丙烯（PP) 50份 将氢氧化镁与PP按一定比例进行混合密炼，设定密炼机温度为190°C，转速20r/min， 密炼5分钟。得到的样品使用平板硫化机进行压片，压片后通过裁样制成拉伸样条和氧指 数测试样条，按（GB/T1040-2006)和（GB/T2406-1993)标准对其进行力学性能和氧指数的 测定。测定结果如表1。
[0029] 表1
从上表可以看出本发明制备的高效阻燃剂具有生产成本低，是一种可操作性强，提高 水菱镁石的阻燃性等优点。
【主权项】
1. 一种基于分解控制的水菱镁石高效阻燃剂，其特征在于其组成成分和质量份数为 下： 水菱镁石（HM) 20-30份； 聚氯乙烯（PVC) 20-30份； 钙锌稳定剂 2份； 氯化石蜡 3份。2. 根据权利要求1所述的一种基于分解控制的水菱镁石高效阻燃剂，其特征在于其中 所述的水菱镁石为粒径2~30μm以下的水菱镁石。3. 根据权利要求1所述的一种基于分解控制的水菱镁石高效阻燃剂，其特征在于其中 所述的聚氯乙烯为聚合度较低，例如，分子量5W~11W，聚合度为800,聚合度较低易加工。4. 根据权利要求1所述的一种基于分解控制的水菱镁石高效阻燃剂，其特征在于其中 所述的钙锌热稳定剂其特征在于其中所述钙锌稳定剂为钙盐和锌盐复合而成，其质量比为 1:1 ;其中钙盐为硬脂酸钙，锌盐为硬脂酸锌。5. 根据权利要求1所述的一种基于分解控制的水菱镁石高效阻燃剂，其特征在于其中 所述的氯化石蜡作为阻燃助剂的增塑剂，同时也具有阻燃性、耐潮耐化学腐蚀性。6. 根据权利要求1所述的一种基于分解控制的水菱镁石高效阻燃剂的制备方法，其特 征在于按照下述步骤进行： (1) 按配比将PVC、钙锌稳定剂、氯化石蜡和HM使用密炼机进行密炼温度设定为190 °C; (2) 再用粉碎机粉碎过筛，得到的混合物即为水菱镁石高效阻燃剂。
【专利摘要】本发明公开了一种基于分解控制的水菱镁石高效阻燃剂及其制备方法，属于无机阻燃和有机协同阻燃领域。该材料按质量份数由以下组成：20-30份的水菱镁石（HM）、20-30份的聚氯乙烯（PVC）、2份钙锌热稳定剂、3份的氯化石蜡。其作用原理是PVC分解产生的HCL气体会促进HM的分解通过配比结构调控达到燃烧过程中HM分解性能好的作用，从而使该方法制备的阻燃剂具有高效的特点，并且这种方法生产成本低，是一种可操作性强，作用效果明显的方法。
【IPC分类】C08K5/098, C08K3/26, C08L23/12, C08L27/06, C08L91/00
【公开号】CN105348668
【申请号】CN201510724150
【发明人】李锦春, 何俊杰, 张鑫
【申请人】常州大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月29日