专利名称：一种含高分子偶联剂的活性镁系阻燃剂及其制备方法
ー种含高分子偶联剂的活性镁系阻燃剂及其制备方法所属领域
本发明涉及ー种含高分子偶联剂的活性镁系阻燃剂及其制备方法，特别涉及天然水镁石粉体的表面活化处理。
背景技术：
天然水镁石具有与氢氧化镁相同的组成，相似的阻燃效果，是目前最广泛使用的无机阻燃剂之一。由于其具有无毒，环保，热分解温度高，硬度低，对加工设备磨损小等优点，在塑料橡胶等的阻燃材料领域越来越多地受到人们的青睐。但是，天然水镁石粉体，表面存在大量的羟基，极性太，“亲水疏油”，难于在非极性的塑料橡胶等高分子基体中分散，必需对其进行表面改性处理，以降低其表面极性，使其表面转变为“亲油疏水”。尤其是，镁系阻燃剂需要较大的添加量才能起到好的阻燃效果，因此必须进行表面改性以改善其与非极性塑料基体的相容性，提高其分散性和复合材料的综合性能。目前，针对水镁石的表面改性已有很多研究，在中国专利CN200710151942. X和CN200510045850. 4中报道了采用低分子偶联剂或表面活化剂对水镁石进行表面改性处理。该方法采用干法或湿法改性エ艺均可以实施，部分解决了水镁石粉体的表面极性问题。采用接枝的方法，如中国专利CN200610039737. X，对水镁石粉体进行表面改性处理则可以使活化粉体具有更高的活化率，使复合材料具有更优异的综合应用性能，但是，该方法一般需要采用湿法表面处理工艺，成本较高，且对环境有不良影响。由于单ー处理剂改性效果达不到人们对复合材料日益增长的综合性能的要求，有人采用了复合的低分子偶联剂对水镁石进行表面改性处理，如中国专利CN03134189. 6和CN200610039737. X。该方法较好地解决了单一低分子偶联剂只能解决某一方面性能的问题。
发明内容
针对高分子偶联剂和低分子偶联剂的特点，本发明采用含高分子偶联剂的复合处理剂、干法改性エ艺对天然水镁石粉体进行表面改性处理，在提高镁系阻燃剂与树脂基体的相容性、分散性以及填充量的同时，发挥低分子偶联剂的特定作用，使复合材料具有优异的综合性能。本发明采用的技术方案如下ー种含高分子偶联剂的活性镁系阻燃剂的组分包括天然水镁石粉体、高分子偶联剂、低分子偶联剂以及助剂，各组分的质量份数比为100 :3 6 : O. 4 4 : O. 3 2。所述的ー种含高分子偶联剂的活性镁系阻燃剂的制备方法包括以下步骤①将天然水镁石粉体、高分子偶联剂、低分子偶联剂以及助剂按所述质量份数比分别加入到高混机中，在80 140°C搅拌5 40分钟；②经过高混机处理的粉体取出后在100 120°C下继续反应30 120分钟，得到活性镁系阻燃剂；③检测活性镁系阻燃剂的活化率。
所述天然水镁石粉体的粒径D97为3. O 150微米。所述高分子偶联剂选自聚こ烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酷、聚こ烯接枝马来酸酐或聚こ烯接枝苯こ烯中的ー种。所述低分子偶联剂选自こ烯基三こ氧基硅烷、こ烯基三(甲氧基こ氧基)硅烷、
Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三こ氧基硅烷、异丙基三异酞酰钛酸酷、ニ焦磷酰氧基羟こ酸钛酸酯、异丙基三(ニ辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基-ニ (十二烷基)硼酸酷、异丙基-ニ(十八烷基)硼酸酯中的ー种或两种的混合物。所述助剂选自白油、硅油中的ー种或两种的混合物。本发明的有益效果是这种含高分子偶联剂的活性镁系阻燃剂的组分包括天然水镁石粉体、高分子偶联剂、低分子偶联剂以及助剂，各组分的质量份数比为100 : 3 6 :
0.4 4 : O. 3 2。该活性镁系阻燃剂采用干法活化改性エ艺对天然水镁石粉体进行表面活化处理，制备活性镁系阻燃剂。高分子偶联剂的使用有效地提高了天然水镁石粉在塑料基体中的分散性和相容性，提高复合材料的综合性能。利用干法改性エ艺对无机粉体进行表面处理，耗能低，操作エ艺方便，生产效率高，无三废排放，经济效益显著。制备的活性镁系阻燃剂可以广泛应用于电线电缆、建材、电子电器等领域的阻燃复合材料中，达到优异的阻燃效果，具有显著的经济和社会效益。
具体实施例方式实施例一将O. 07千克Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、O. 05千克硅油、O. I千克聚こ烯接枝马来酸酐以及2千克粒径D97为4. O微米的天然水镁石粉体分别加入到高混机中，在120°C搅拌30分钟，取出后在120V下继续反应90分钟，得到活性镁系阻燃剂。检测活化率为99. 5%。实施例ニ将O. 04千克こ烯基三こ氧基硅烷、O. 04千克白油、O. 06千克聚こ烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酯以及2千克粒径D97为10. O微米的天然水镁石粉体分别加入到高混机中，在120°C搅拌20分钟，取出后在100°C下继续反应60分钟，得到活性镁系阻燃剂。检测活化率为 99. 7%。实施例三将O. 016千克ニ焦磷酰氧基羟こ酸钛酸酷、O. 032千克助剂、O. 08千克高分子偶联剂以及2千克粒径D97为25. O微米的天然水镁石粉体分别加入到高混机中，在100°C搅拌15分钟，取出后在100°C下继续反应60分钟，得到活性镁系阻燃剂。检测活化率为99. 9%。
将上述实施例一中所得到的活性镁系阻燃剂应用到电缆料生产中，树脂I千克，活性镁系阻燃剂I. I千克，抗氧剂O. 01千克，增容剂O. 03千克，润滑剂O. 03千克。通过双螺杆挤出エ艺制备电缆料，测试有关性能为拉伸强度≥12. 5MPa，断裂伸长率≥ 185%，氧指数40 41%。
权利要求
1.ー种含高分子偶联剂的活性镁系阻燃剂，其特征在于所述活性镁系阻燃剂的组分包括天然水镁石粉体、高分子偶联剂、低分子偶联剂以及助剂，各组分的质量份数比为100:3 6 : O. 4 4 : O. 3 2。
2.根据权利要求I所述的ー种含高分子偶联剂的活性镁系阻燃剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤 ①将天然水镁石粉体、高分子偶联剂、低分子偶联剂以及助剂按所述质量份数比分别加入到高混机中，在80 140°C搅拌5 40分钟； ②经过高混机处理的粉体取出后在100 120°C下继续反应30 120分钟，得到活性镁系阻燃剂； ③检测活性镁系阻燃剂的活化率。
3.根据权利要求2所述的ー种含高分子偶联剂的活性镁系阻燃剂的制备方法，其特征在于所述天然水镁石粉体的粒径D97为3. O 150微米。
4.根据权利要求2所述的ー种含高分子偶联剂的活性镁系阻燃剂的制备方法，其特征在干所述高分子偶联剂选自聚こ烯接枝甲基丙烯酸缩水甘油酷、聚こ烯接枝马来酸酐或聚こ烯接枝苯こ烯中的ー种。
5.根据权利要求2所述的ー种含高分子偶联剂的活性镁系阻燃剂的制备方法，其特征在于所述低分子偶联剂选自こ烯基三こ氧基硅烷、こ烯基三(甲氧基こ氧基)硅烷、Y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三こ氧基硅烷、异丙基三异酞酰钛酸酷、ニ焦磷酰氧基羟こ酸钛酸酯、异丙基三(ニ辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基-ニ (十二烷基)硼酸酷、异丙基-ニ (十八烷基)硼酸酯中的ー种或两种的混合物。
6.根据权利要求2所述的ー种含高分子偶联剂的活性镁系阻燃剂的制备方法，其特征在于所述助剂选自白油、硅油中的ー种或两种的混合物。
全文摘要
一种含高分子偶联剂的活性镁系阻燃剂及其制备方法，属于天然水镁石粉体的表面活化处理技术领域。该活性镁系阻燃剂的组分包括天然水镁石粉体、高分子偶联剂、低分子偶联剂以及助剂。采用干法活化改性工艺对天然水镁石粉体进行表面活化处理，制备活性镁系阻燃剂。高分子偶联剂的使用有效地提高了天然水镁石粉在塑料基体中的分散性和相容性，提高复合材料的综合性能。利用干法改性工艺对无机粉体进行表面处理，耗能低，操作工艺方便，生产效率高，无三废排放，经济效益显著。制备的活性镁系阻燃剂可以广泛应用于电线电缆、建材、电子电器等领域的阻燃复合材料中，达到优异的阻燃效果，具有显著的经济和社会效益。
文档编号C08K9/06GK102653599SQ20121014033
公开日2012年9月5日 申请日期2012年5月8日 优先权日2012年5月8日
发明者孙强, 孙江波, 王传业, 项素云 申请人:大连盖特科技发展有限公司