一种无卤阻燃剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及阻燃技术领域，特别涉及一种无卤阻燃剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 低品位粘土矿物材料(粘土矿物含量20-40 % )在中国甘肃、河南、江苏、湖北等有 广泛的区域分布，对低品位的粘土矿物进行提纯，成本太高，经济附加值不高，实际生产中 只能将其作为简单的填料来使用。申请号201310404670.5的专利，名称为一种白云石质坡 缕石复合增强阻燃剂及其制备方法，公开了一种阻燃剂，此类阻燃剂因为兼具填料的作用， 添加量很大，添加量小的时候，阻燃效果仍然不理想。而且即使添加量大的时候有一定的阻 燃作用，但是相比一些对阻燃要求较高的产品，很难达到相应的阻燃需求。而且从该专利公 开的矿石组分看其中粘土矿的成分仍然较高，对于较低品位的粘土矿的配方不适用。周鹏 鑫等公开了有机化坡缕石黏土-膨胀型阻燃聚丙烯复合材料的制备及性能，是通过将坡缕 石进行有机改性复合膨胀型阻燃剂对聚丙烯进行阻燃，但是其对坡缕石要求较高，成本非 常高，不适合推广，不适用于低品位粘土矿物的利用。而且膨胀型阻燃剂在基体中需要添加 的量很大，有时候为了保证基体的力学性能不受影响又会极大的增加成本，而且即使对基 体力学性能影响较小的情况下对基体的其他性能影响也很大比如透明性，拉伸性能等，而 目前的阻燃剂存在着添加量大时，对EVA的拉伸性能影响大，性价比不高的缺点。
[0003] 综上所述，如何拓展低品位粘土矿的应用范围，提高其经济附加值，如何通过对低 品位粘土矿物材料进行改性和复配使其具有优异的阻燃性能，减小阻燃剂对基体材料的影 响，如何达到小添加量下实现有益阻燃性能，大添加量保证有益阻燃性能下极大降低基体 成本是本领域面临的挑战，这也符合绿色环保降低成本的要求。
【发明内容】
[0004] 为了解决现有技术的缺陷，本发明实施例提供了一种无卤阻燃剂及其制备方法。
[0005] 为了实现上述发明目的，本发明提供了一种无卤阻燃剂，所述阻燃剂包括低品位 粘土矿粉或改性低品位粘土矿粉，所述低品位粘土矿粉或改性低品位粘土矿粉在所述阻燃 剂中的质量百分比为40-80%。
[0006] 所述阻燃剂包括以下质量百分比的原料：低品位粘土矿粉40-80%、硼酸锌5-20%、红磷2-10 %、硬脂酸锌5-30 %、氧化锌5-10 %、氰尿酸1 %-5 %，所述阻燃剂中各原料 的质量百分比之和为100% ;
[0007] 或者所述阻燃剂包括以下质量百分比的原料:改性低品位粘土矿粉40-80%、硼酸 锌1 、红磷5-20%、硬脂酸锌3-20%、氧化锌7-15%、氰尿酸2-10%，所述阻燃剂中各 原料的质量百分比之和为100%。
[0008] 所述阻燃剂包括以下质量百分比的原料：低品位粘土矿粉40-80%、三聚氰胺5-10%、氢氧化镁5-20%、二碱式亚磷酸铅1%-5%、硼酸锌5-25%、N，N-亚乙基双硬脂酰胺 1%-5%，所述阻燃剂中各原料的质量百分比之和为100% ;
[0009]或者所述阻燃剂包括以下质量百分比的原料:改性低品位粘土矿粉40-80%、三聚 氰胺5-20%、氢氧化镁1 %-5%、二碱式亚磷酸铅5%-20%、硼酸锌2-8%、N，N-亚乙基双硬 脂酰胺5-13%，所述阻燃剂中各原料的质量百分比之和为100%。
[0010]所述阻燃剂包括以下质量百分比的原料:低品位粘土矿粉40-80%、聚磷酸铵与双 季戊四醇的混合物5-17%、三聚氰胺5-10%、三氧化二锑2-20%、硬脂酸钡2%-5%、邻苯二 甲酸二丁酯1 %-5%、硅钨酸1 %-5% ;所述聚磷酸铵与双季戊四醇的混合物中聚磷酸铵与 双季戊四醇的质量比为1:0.5-1:2,所述阻燃剂中各原料的质量百分比之和为100%;
[0011] 或者所述阻燃剂包括以下质量百分比的原料:改性低品位粘土矿粉40-80%、聚磷 酸铵与双季戊四醇的混合物6-18%、三聚氰胺2%-5%、三氧化二锑4-10%、硬脂酸钡3-17%、邻苯二甲酸二丁酯3%-16%、硅钨酸1%-8%，所述阻燃剂中各原料的质量百分比之 和为100%;所述聚磷酸铵与双季戊四醇的混合物中聚磷酸铵与双季戊四醇的质量比为1: 2.5~1:3 〇
[0012] 所述低品位粘土矿粉中各成分的质量百分比为10%_24%的坡缕石和海泡石的混 合物、白云石30%-60%、硅藻土5-23%、滑石2-15%、余量10-30%为含种镁、铁元素的氧化 物的合计含量;所述低品位粘土矿粉使用前粉碎为300-2000目粉体。
[0013] 为了更好地实现发明目的，本发明还提供一种所述改性低品位粘土矿粉的制备方 法包括以下步骤:将低品位粘土矿粉碎成300-2000目粉体，然后加入改性剂混合，用高速搅 拌机进行搅拌15-20分钟，搅拌温度为60-80°C，得混合物一，然后将混合物一与聚丙烯酸钠 混合得混合物二，将混合物二通过气流磨进行超细粉碎，形成3000目-8000目的改性低品位 粘土矿粉。
[0014] 所述改性剂在所述混合物一中的质量比为0.5-3%。
[0015] 所述聚丙烯酸钠在所述混合物二中的质量比为0.5%。_3%〇。
[0016] 所述改性剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙 氧基硅烷或N-(2-氨乙基)-3_氨丙基三甲氧基硅烷的一种或几种的混合物。
[0017] 为了更好地实现发明目的，本发明还提供一种无卤阻燃剂的制备方法，按所述比 例取所述各原料共混均匀，制备出无卤阻燃剂。
[0018] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
[0019] 1.低品位粘土矿利用率低，通过改性提高其经济附加值，使其具有新的功能，拓展 了低品位粘土矿的使用范围，加工过程简单，能耗低，兼有填料的作用；2.混合阻燃剂有较 好的阻燃性能，还能提高橡塑材料的力学性能，相比纯阻燃剂较为便宜，价格便宜，添加量 大，能有效降低橡塑制品的成本添加量大是可以降低橡塑成本30%以上，相比普通填料有 较好的阻燃性;3.工艺简单，提高了矿产资源的高效综合利用，符合国家政策要求的环保节 能要求，且产品使用方便。环保，复配配方，使用方便，阻燃效果明显，当添加量小时仍然阻 燃效果优异，对于需要优异阻燃效果又不希望添加大量阻燃剂的材料可以更方便的应用。 添加量大时保证阻燃效果的同时有效增强基体的力学性能，拓宽了阻燃剂的使用范围，在 设计橡塑产品是可以不需考虑阻燃剂的影响，方便应用。
[0020]本发明的无卤阻燃剂当添加量较少时既可以达到很优异的阻燃效果，而且对基体 料的力学性能有明显的改善。这样就极大的减小了阻燃剂对材料的影响，在设计材料时更 加方便。当阻燃剂在材料中添加量较大时，不仅可以有效改善基体材料的力学性能，而且可 以充当填料，有效的降低材料的成本30-50 %。
【具体实施方式】
[0021]针对低品位粘土矿粉经济价值低，目前符合阻燃剂阻燃效果不理想，对塑料基体 的力学性能影响大的问题，本发明提供一种无卤阻燃剂及其制备方法。
[0022 ]低品位粘土矿粉:河南省南阳市镇平县柳泉铺粘土矿;所述低品位粘土矿粉中各 成分的质量百分比为10%-24%的坡缕石和海泡石的混合物、白云石30%-60%、硅藻土5-23%、滑石2-15%、余量10-30%为含种镁、铁元素的氧化物的合计含量；
[0023] 硼酸锌：山东金宇化工有限责任公司，BT/351-2001;
[0024] 红磷:深圳市高山化工有限公司，AR;
[0025] 硬脂酸锌:邵阳天堂助剂化工有限公司，S100;
[0026] 氧化锌:上海依夫实业有限公司，E