专利名称：复合膨胀型阻燃剂的制作方法
技术领域：
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种复合膨胀型阻燃剂。
背景技术：
膨胀型阻燃剂(IFR)通常是是指以磷、氮、碳为主要核心成分的复合阻燃剂，它一般是由三部分组成的炭化剂(碳源)、膨胀剂(气源)和炭化催化剂(酸源)。用其阻燃的聚合物受热时，会在其表面形成一定厚度的多孔炭层，该炭层具有隔热、隔氧、抑烟及防熔滴的功能，从而起到很好的阻燃作用。目前，膨胀型阻燃剂广泛应用于塑料、橡胶、纤维 、涂料、木材等材料的阻燃。膨胀型阻燃剂虽然具有阻燃效率高、价格便宜、毒性较低等优点，也存在与聚合物相容性差、易吸湿渗出等缺陷。例如，常用的膨胀型阻燃剂——低聚合度聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)都是水溶性的。因此添加这些膨胀型阻燃聚合物材料在户外或潮湿的环境中使用时，膨胀型阻燃剂会向聚合物材料表面迁移而渗出，不仅会降低材料的力学性能和阻燃性能，甚至起不到阻燃保护作用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种复合膨胀型阻燃剂。本发明的目的可以通过以下技术方案实现一种复合膨胀型阻燃剂，其特征在于包括磷酸、聚磷酸铵、氢氧化镁、有机高分子材料和分散剂，其配方组成为(重量分数)磷酸1(T50份、聚磷酸铵5 20份、氢氧化镁20^40份、有机高分子材料0. 5^5份、分散剂(Tl份。各组分的含量优选如下磷酸3(T50份、聚磷酸铵1(T20份、氢氧化镁20 40份、有机高分子材料2 4份、分散剂0. 05、. 5份。所述有机高分子材料为丙烯酸酯聚合物、苯乙烯聚合物、低分子量聚溴化苯乙烯、脲醛树脂之一或任意比例混配。所述分散剂为硬脂酸盐。所述硬脂酸盐为硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钠中的一种或几种的混
八
口 o本发明复合膨胀型阻燃剂的制备方法为在三口瓶中加入聚磷酸铵，在氮气保护下缓慢加入磷酸，保持一定温度条件下搅拌至呈熔融状态，加入有机高分子材料和氢氧化镁反应一段时间，再加入分散剂硬脂酸盐，继续搅拌均匀，反应2小时得到产物。将上述反应产物在240°C 255°C脱气处理3小时，趁热将反应物移出，冷却后研磨得到粉末状阻燃剂。使用方法本发明阻燃剂可直接作为添加剂添加到需要阻燃的产品配料中即可，如制备阻燃塑料、阻燃橡胶产品时，将阻燃剂直接添加到塑料原料的配料中即可。本发明的有益效果
本发明复合膨胀型阻燃剂具有优良的阻燃性能，又具有低烟、低毒、防熔滴和无腐蚀性气体的优点。采用的氢氧化镁分解温度高达340°C，有利于塑料加工温度的提高；粒度分布均匀，与基材相容性好，对制品力学性能影响小；氢氧化镁燃烧脱水后生成的氧化镁是一种高强度、高耐热的材料，可作为一层保护墙，隔绝火源及有毒有害气体，氢氧化镁与酸的中和能力强，可较快地中和塑料燃烧过程产生的酸性气体S02、N0x等；氢氧化镁分解能力高、阻燃效率高、抑烟能力强；价格低廉，填充量大，可大大降低产品的成本。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。实施例I取5份聚磷酸铵放入三口瓶中，在氮气保护下缓慢加入10份磷酸，保持200°C恒温条件下搅拌至呈熔融状态，加入0. 5份丙烯酸酯聚合物和20份氢氧化镁，反应6小时，再加A 0. 05份硬脂酸钠，继续搅拌均匀，反应2小时得到产物。将上述反应产物在240°C脱气处 理3小时，趁热将反应物移出，冷却后研磨得到粉末状阻燃剂。实施例2取8份聚磷酸铵放入三口瓶中，在氮气保护下缓慢加入20份磷酸，保持20(TC恒温条件下搅拌至呈熔融状态，加入I份苯乙烯聚合物和25份氢氧化镁，反应6小时，再加入
0.2份硬脂酸锌，继续搅拌均匀，反应2小时得到产物。将上述反应产物在245°C脱气处理3小时，趁热将反应物移出，冷却后研磨得到粉末状阻燃剂。实施例3取10份聚磷酸铵放入三口瓶中，在氮气保护下缓慢加入30份磷酸，保持200°C恒温条件下搅拌至呈熔融状态，加入2份脲醛树脂和30份氢氧化镁，反应6小时，再加入0. 5份硬脂酸锌，继续搅拌均匀，反应2小时得到产物。将上述反应产物在250°C脱气处理3小时，趁热将反应物移出，冷却后研磨得到粉末状阻燃剂。实施例4取15份聚磷酸铵放入三口瓶中，在氮气保护下缓慢加入40份磷酸，保持20(TC恒温条件下搅拌至呈熔融状态，加入3份脲醛树脂和40份氢氧化镁，反应6小时，再加入0. 8份硬脂酸钙，继续搅拌均匀，反应2小时得到产物。将上述反应产物在240°C脱气处理3小时，趁热将反应物移出，冷却后研磨得到粉末状阻燃剂。实施例5取20份聚磷酸铵放入三口瓶中，在氮气保护下缓慢加入50份磷酸，保持200°C恒温条件下搅拌至呈熔融状态，加入5份低分子量聚溴化苯乙烯和35份氢氧化镁，反应6小时，再加入I份硬脂酸镁，继续搅拌均匀，反应2小时得到产物。将上述反应产物在255°C脱气处理3小时，趁热将反应物移出，冷却后研磨得到粉末状阻燃剂。分别以实施例1-5为阻燃剂，按实施例中各原料配比分别得到阻燃聚丙烯材料。制备过程分别将各实施例对应的原料配比加入到高速混合机中混合均匀，将干燥的混合物放入双螺杆挤出机中共混挤出。挤出机各区的温度分别控制为150°C、150°C、160°C、160°C和180°C ;螺杆转速控制25-60转/分。熔融共混物挤出后自然冷却切粒。表I 阻燃聚丙烯材料的燃烧性能试验结果
权利要求
1.一种复合膨胀型阻燃剂，其特征在于包括磷酸、聚磷酸铵、氢氧化镁、有机高分子材料和分散剂，其配方组成为(重量分数)磷酸1(T50份、聚磷酸铵5 20份、氢氧化镁2(T40份、有机高分子材料0. 5^5份、分散剂(Tl份。
2.根据权利要求I所述的复合膨胀型阻燃剂，其特征在于各组分的含量优选如下磷酸3(T50份、聚磷酸铵1(T20份、氢氧化镁2(T40份、有机高分子材料2 4份、分散剂0.05 0. 5 份。
3.根据权利要求I或2所述的复合膨胀型阻燃剂，其特征在于所述有机高分子材料为丙烯酸酯聚合物、苯乙烯聚合物、低分子量聚溴化苯乙烯、脲醛树脂之一或任意比例混配。
4.根据权利要求I所述的复合膨胀型阻燃剂，其特征在于所述分散剂为硬脂酸盐。
5.根据权利要求4所述的复合膨胀型阻燃剂，其特征在于所述硬脂酸盐为硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钠中的一种或其混合。
全文摘要
本发明涉及一种复合膨胀型阻燃剂，用于阻燃产品，可直接作为添加剂添加到需要阻燃的产品配料中即可，其特征在于包括磷酸、聚磷酸铵、氢氧化镁、有机高分子材料和分散剂，其配方组成为(重量分数)磷酸10~50份、聚磷酸铵5~20份、氢氧化镁20~40份、有机高分子材料0.5~5份、分散剂0~1份。本发明膨胀型复合阻燃剂阻燃性能优异，添加量少即可满足高阻燃性能。本发明阻燃剂使用简单，可直接作为添加剂添加到需要阻燃的产品配料中即可。
文档编号C08L23/12GK102746856SQ20121019343
公开日2012年10月24日 申请日期2012年6月12日 优先权日2012年6月12日
发明者尤晓英, 蒋东君, 赵国威, 赵炎 申请人:宜兴市昌华过滤器材有限公司