一种硅锑复合阻燃剂及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于阻燃剂制备领域，涉及一种硅锑复合阻燃剂及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 目前，随着建筑用塑料材料和普通民用塑料的大量应用，其塑料材料在阻燃性能 上的要求也越来越高，为了适应国民经济的发展需要，越来越多的塑料都要求达到一定的 阻燃级别。由于塑料要求的添加剂除液态或高温能熔化之外，所要求的添加剂物料的粒度 很细，以得到较好的产品性能。而作为阻燃材料中最常用的阻燃协效剂一一三氧化二锑的 细度一般粒径在l.Oym左右，所以当把非常细小的三氧化二锑粉体加入到树脂基体材料中 进行混合、造粒的过程中，就会产生了大量的粉尘污染和噪音，劳动环境较为恶劣，加之三 氧化二锑为重金属氧化物，会对人体健康造成威害。
[0003] CN 105111569 Α公开了及一种三氧化二锑阻燃母粒的制备方法，在该发明中：将 96 %~98 % (重量百分比，下同）的三氧化二锑粉体，2 %~4%的载体树脂，在高速搅拌机高 速搅拌至70°C~110°C，当搅拌至无粉尘时，将混合后的物料加入到螺杆挤出机中熔融、塑 化、挤出，再切粒制备得到三氧化二锑阻燃母粒，在该阻燃母粒中三氧化二锑含量较高，制 备过程中粉尘危害较大，并且成本高，不适合于工业化生产的应用。
[0004] 因此，在本领域中找到一种成本低廉并具有很好阻燃性能的锑阻燃剂是亟需解决 的问题。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种硅锑复合阻燃剂机器制备方法 和应用。
[0006] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：
[0007] -方面，本发明提供一种硅锑复合阻燃剂，所述硅锑复合阻燃剂由重量百分比如 下的原料制备得到： 有机硅 20-40% 硅酮母粒 5-15%
[0008] 三氧化二锑 5-15% 四溴代二苯乙烷 10-15% 载体材料 15-60%。
[0009] 在本发明的硅锑复合阻燃剂的原料中，有机硅的用量为20-40 %，例如21 %、22 %、 23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、32%、34%、36%、38%、39% 或 40%。
[0010] 在本发明的硅锑复合阻燃剂的原料中，硅酮母粒的用量为5-15 %，例如6%、7 %、 8%、9%、10%、11 %、12%、13%、14%或 14.5% 〇
[0011] 在本发明的硅锑复合阻燃剂的原料中，三氧化二锑的用量为5-15 %，例如6 %、 7H9%、10%、11 %、12%、13%、14%或 14.5% 〇
[0012] 在本发明的硅锑复合阻燃剂的原料中，四溴代二苯乙烷的用量为10-15%，例如 10.5%、11 %、11.5%、12%、12.5%、13%、13.5%、14%、14.5%或 15% 〇
[0013] 在本发明的硅锑复合阻燃剂的原料中，载体材料的用量为15-60 %，例如15.5 %、 16%、17%、18%、20%、23%、25%、28%、30%、33%、36%、38%、40%、43%、45%、48%、 50%、52%、55%、58% 或 59%。
[0014] 在本发明所述的硅锑复合阻燃剂中，所述有机硅为硅脂、硅乳液、硅橡胶、硫化硅 橡胶或硅树脂中的任意一种或至少两种的组合。
[0015] 在本发明所述的硅锑复合阻燃剂中，所述载体材料为高密度乙烯、双酚Α、单体聚 酰胺、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯、聚丙烯、ABS树脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)或ΡΒΤ树 月旨(聚对苯二甲酸丁二醇酯）中的任意一种或至少两种的组合。所述单体聚酰胺即为尼龙。
[0016] 优选地，所述高密度乙烯的相对密度为0.941~0.960。
[0017] 优选地，所述硅锑复合阻燃剂由重量百分比如下的原料制备得到： 有机硅 30% 硅酮母粒 10%
[0018] 三氧化二锑 〗〇% 四溴代二苯乙烷 15% 载体材料双酚A 35%。
[0019] 另一方面，本发明提供了所述硅锑复合阻燃剂的制备方法，所述方法包括以下步 骤：
[0020] (1)将硅酮母粒、载体材料和四溴代二苯乙烷加入混料机中进行共混掺杂，得到混 合物料；
[0021] (2)向步骤（1)所得混合物料中加入有机硅和三氧化二锑，搅拌混合，而后利用挤 出机中挤出造粒，得到所述硅锑复合阻燃剂。
[0022]在本发明所述方法中，步骤（1)所述共混掺杂时的搅拌速率为80-100r/min，例如 8r/min、83r/min、85r/min、88r/min、90r/min、92r/min、94r/min、96r/min、98r/min或99r/ min〇
[0023] 优选地，步骤（1)所述共混掺杂的混合时间为10_30min，例如llmin、12min、13min、 14min、15min、16min、17min、18min、19min、20min、21min、22min、23min、24min、25min、 26min、27min、28min或29min〇
[0024] 在本发明所述制备方法中，步骤(2)所述搅拌混合的搅拌速率为100-200r/min，例 如110r/min、120r/min、130r/min、140r/min、150r/min、160r/min、170r/min、180r/min、 190r/min或200r/min〇
[0025] 优选地，步骤（2)所述混合时间为5_15111；!_11，例如6111；!_11、7111；!_11、8111；!_11、9111；!_11、1〇111；!_11、 llmin、12min、13min、14min或15min〇
[0026]优选地，步骤(2)所述挤出机为双螺杆挤出机。
[0027] 优选地，步骤（2)所述挤出机螺杆区域的预热温度为200-300°C，例如210°C、220 °C、230°C、240°C、250°C、260°C、270°C、280°C、290°C 或 295°C。
[0028] 优选地，步骤（2)所述挤出机的螺杆转速为200-350r/min，例如210r/min、220r/ min、230r/min、250r/min、270r/min、290r/min、300r/min、320r/min、330r/min或340r/min〇
[0029] 作为本发明的优选技术方案，本发明所述硅锑复合阻燃剂的制备方法包括以下步 骤：
[0030] (1)将硅酮母粒、载体材料和四溴代二苯乙烷加入混料机中进行共混掺杂，搅拌速 率为80-100r/min，共混掺杂10-30min，得到混合物料；
[0031] (2)向步骤（1)所得混合物料中加入有机硅和三氧化二锑，在100-200r/min的搅拌 速率下搅拌混合5-15min，而后利用挤出机中挤出造粒，所述挤出机螺杆区域的预热温度为 200-300°C，螺杆转速为200-350r/min，得到所述硅锑复合阻燃剂。
[0032]另一方面，本发明提供了所述硅锑复合阻燃剂在树脂基材中的应用。
[0033]优选地，所述树脂基材为聚乙烯、尼龙、聚苯乙烯树脂、聚氯乙烯、聚丙烯、ABS树脂 或PBT树脂中的任意一种或至少两种的组合。
[0034] 优选地，所述硅锑复合阻燃剂在树脂基材中的添加量为1-10%，例如1.5%、2%、 3%、4%、5%、6%、7%、8% 或 9%，优选 4%。
[0035] 相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0036] 本发明的硅锑复合阻燃剂由20-40%有机硅、5-15%硅酮母粒、5-15%三氧化二 锑、10-15 %四溴代二苯乙烷和15-60 %载体材料制备得到，本发明通过将共混掺杂、挤出得 到所述硅锑复合阻燃剂，使其高氧指数阻燃性达到V0级，在树脂基材中添加量为4%时，可 使树脂材料的阻燃性达到V0级，添加量小分散性优，力学物理效果好，成本低，可以替代三 氧化二锑作为阻燃剂，应用于微电子、电器、医疗、纺织、印刷、工矿、军工装备、消防、火工、 石油化工、火车汽车飞机、包装、运输等领域，具有优越的阻燃效果。
【具体实施方式】
[0037] 下面通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明 了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
[0038] 实施例1
[0039] 在本实施例中，硅锑复合阻燃剂由以下原料制备得到： 有机硅 30% 硅酮母粒 10°/〇
[0040] 三氧化二锑 10% 四溴代二苯乙烷 15% 双酚A载体材料 35%。
[0041 ]制备方法如下：
[0042] (1)将硅酮母粒、载体材料和四溴代二苯乙烷加入混料机中进行共混掺杂，搅拌速 率为100r/min，共混掺杂lOmin，得到混合物料；
[0043] (2)向步骤（1)所得混合物料中加入有机硅和三氧化二锑，在150r/min的搅拌速率 下搅拌混合lOmin，而后利用挤出机中挤出造粒，所述挤出机螺杆区域的预热温度为200°C， 螺杆转速为300r/min，得到所述硅锑复合阻燃剂。
[0044] 实施例2
[0045] 在本实施例中，硅锑复合阻燃剂由以下原料制备得到： 有机硅 20% 硅酮母粒 15%
[0046] 三氧化二锑 5% 四溴代二苯乙烷 10% 载体材料高密度乙烯 50%
[0047]制备方法如下：
[0048] (1)将硅酮母粒、载体材料和四溴代二苯乙烷加入混料机中进行共混掺杂，搅拌速 率为80r/min，共混掺杂30min，得到混合物料；
[0049] (2)向步骤(1)所得混合物料中加入有机硅和三氧化二锑，在100r/min的搅拌速率 下