一种粉体阻燃剂处理剂及其制备方法和应用与流程

文档序号:37499609发布日期:2024-04-01 14:07阅读:7来源:国知局

本发明涉及阻燃剂处理剂的合成,更具体地,涉及一种粉体阻燃剂处理剂及其制备方法和应用。


背景技术:

1、阻燃剂,是一种帮助聚合物具有难燃性的功能性助剂,阻燃剂有多种类型,按使用方法可以分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。添加型阻燃剂通常是通过添加方法加入到聚合物中,从而使得聚合物具有阻燃性,添加型阻燃剂主要有有机阻燃剂、无机阻燃剂、卤系阻燃剂和无卤阻燃剂。其中无机阻燃剂可以包括氢氧化铝、氢氧化镁等,该类阻燃剂可以在树脂中可以良好分散且具有环保、毒性小、成本低廉、性能稳定等优点。

2、目前在电线电缆行业中重点研究的项目之一是使电线电缆料达到低烟无卤阻燃的安全环保效果。而现有技术中通常使用处理剂来对氢氧化铝、氢氧化镁等粉体阻燃剂进行处理后再将处理后的粉体阻燃剂与树脂和其他物质混合,以确保电缆料的加工性能和各项电气性能。已有的处理剂有硅烷偶联剂、羟基硅油、环氧基硅油钛酸酯等,但是现有的粉体阻燃剂处理剂在粉体阻燃剂的处理上存在分散性差,充粉量低的问题,且不能兼顾好的拉伸强度、好的氧指数和优良的断裂伸长率。


技术实现思路

1、本发明的第一目的在于提供了一种粉体阻燃剂处理剂的制备方法,该制备方法得到的粉体阻燃剂处理剂可以对氢氧化铝、氢氧化镁等粉体阻燃剂进行处理,得到的改性粉体阻燃剂可以有效的提高电缆料的氧指数的同时兼具有好的拉伸强度和优良的断裂伸长率。

2、本发明提供的粉体阻燃剂处理剂的制备方法,包括如下步骤:

3、s1,将二甲基二甲氧基硅烷与甲基乙烯基二甲氧基硅烷在水解催化剂的作用下经水解缩合,得到羟基封端硅油;

4、s2,在氮气保护下,将步骤s1得到的羟基封端硅油与烷基三烷氧基硅烷在氨烃基硅烷的催化下于60~80℃下反应至反应体系中粘度不再变化。

5、在本发明一个优选实施方式中,为了提高得到的处理剂的效果,步骤s1中,所述二甲基二甲氧基硅烷与甲基乙烯基二甲氧基硅烷的摩尔比为(2~8):1,优选为(3~6):1。

6、在本发明一个优选实施方式中,步骤s1中,所述水解催化剂可以为碱金属氧化物或是氢氧化物,包括但不限于氧化钙、氢氧化钙、氧化鎂、氢氧化镁或氧化锌,优选为氧化镁。

7、在本发明一个优选实施方式中,为了提高得到的处理剂的效果,步骤s1中,水解催化剂为所述二甲基二甲氧基硅烷与甲基乙烯基二甲氧基硅烷总量的0.05wt%~0.1wt%。

8、在本发明一个优选实施方式中,步骤s1的具体步骤包括:

9、在10~30℃下,向水解催化剂的水溶液中滴加二甲基二甲氧基硅烷与甲基乙烯基二甲氧基硅烷,0.5~2h内滴完,继续反应1~2h,静置后取下层,去除低沸点杂质和催化剂后,得到羟基封端硅油。

10、其中,水解催化剂的水溶液中水的用量可以为二甲基二甲氧基硅烷与甲基乙烯基二甲氧基硅烷总量的1~3倍。

11、在本发明一个优选实施方式中,为了提高得到的处理剂的效果,步骤s2中,所述烷基三烷氧基硅烷为丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷或十二烷基三甲氧基硅烷,优选癸基三甲氧基硅烷。

12、在本发明一个优选实施方式中,为了提高得到的处理剂的效果,步骤s2中,所述氨烃基硅烷可以为二官能度的氨烃基硅烷,包括但不限于n-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、哌嗪基丙基三甲氧基硅烷、或n,n-二甲基丙二胺基丙基三甲氧基硅烷或其他二官能度的氨烃基硅烷,优选为n-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。

13、在本发明一个优选实施方式中,为了提高得到的处理剂的效果,步骤s2中,所述烷基三烷氧基硅烷为步骤s1得到的羟基封端硅油质量份的20wt%~40wt%。

14、在本发明一个优选实施方式中,为了提高得到的处理剂的效果,步骤s2中,氨烃基硅烷优选为烷基三烷氧基硅烷质量份的1wt%~3wt%。

15、在本发明的具体实施方式中,步骤s2中反应结束的标准为“反应至反应体系中粘度不再变化”,也可以是“反应体系中无低沸物产出”,在本发明的具体实施方式中,该反应通常需要2~4小时。

16、在本发明的具体实施方式中,在步骤s2中,反应完毕后,减压去除低沸点物质后即得本发明的粉体阻燃剂处理剂。

17、使用上述制备方法得到的粉体阻燃剂处理剂可以对粉体阻燃剂进行改性,得到的改性粉体阻燃剂可以有效的提高电缆料的氧指数。其中,粉体阻燃剂可以包括氢氧化铝、氢氧化镁、碳化硅、碳酸钙、氧化镁、氧化铝、二氧化硅等其中的一种或多种。在本发明的可选实施方式中,粉体阻燃剂可以为氢氧化铝和氢氧化镁。其中氢氧化铝和氢氧化镁的质量比可以为(2~15):1。在本发明的具体实施例中,以该粉体阻燃剂为例来详述本发明,其他粉体阻燃剂的改性效果因为专利文件的篇幅原因暂未在此文中体现。

18、在本发明的具体实施方式中,改性方法可以使用本领域中常规的改性方法,在本发明的具体实施方式中,改性方法可以包括如下步骤:将粉体阻燃剂和粉体阻燃剂处理剂混合反应1~2h,在100~120℃下干燥处理2~4h分散。其中,粉体阻燃剂处理剂的用量优选为粉体阻燃剂的0.5wt%~0.8wt%。

19、本发明的另一目的在于提供由上述制备方法得到的粉体阻燃剂处理剂。

20、本发明的再一目的在于提供上述制备方法或由上述制备方法得到的粉体阻燃剂处理剂在提高电缆料氧指数中的应用。即本发明的再一目的在于提供上述制备方法或由上述制备方法得到的粉体阻燃剂处理剂在制备电缆料中的应用。

21、本发明提供的粉体阻燃剂处理剂可以用在本领域中常见电缆料中的制备中,例如说使用聚乙烯基础树脂制备得到电缆料。该电缆料的原料例如说可以包括聚乙烯基础树脂、粉体阻燃剂处理剂处理后的阻燃剂、邻二甲酸二辛酯、石蜡油和抗氧化剂等。

22、本发明的有益效果为:

23、1)本发明提供的制备方法得到的粉体阻燃剂处理剂可提高阻燃粉体的分散性,提高充分量,在不降低拉伸强度的前提下显著提高电缆料的氧指数与断裂伸长率。

24、2)本发明提供的粉体阻燃剂处理剂的制备方法条件温和,收率高,经济环保。



技术特征:

1.一种粉体阻燃剂处理剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述二甲基二甲氧基硅烷与甲基乙烯基二甲氧基硅烷的摩尔比为(2~8):1,优选为(3~6):1。

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述水解催化剂为氧化钙、氢氧化钙、氧化鎂、氢氧化镁或氧化锌,优选氧化镁;

4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤s1的具体步骤包括:

5.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤s2中,所述烷基三烷氧基硅烷为丙基三甲氧基硅烷、丙基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷或十二烷基三甲氧基硅烷,优选癸基三甲氧基硅烷。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤s2中,所述氨烃基硅烷为n-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、哌嗪基丙基三甲氧基硅烷或n,n-二甲基丙二胺基丙基三甲氧基硅烷,优选为n-β-氨乙基-γ-氨丙基三甲氧基硅烷。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤s2中,所述烷基三烷氧基硅烷为步骤s1得到的羟基封端硅油质量份的20wt%~40wt%。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的制备方法,其特征在于,步骤s2中,所述氨烃基硅烷为烷基三烷氧基硅烷质量份的1wt%~3wt%。

9.权利要求1至8中任一项所述的制备方法得到的粉体阻燃剂处理剂。

10.权利要求1至8中任一项所述的制备方法或权利要求9所述的粉体阻燃剂处理剂在提高电缆料氧指数中的应用。


技术总结
本发明提供了一种粉体阻燃剂处理剂及其制备方法和应用。该粉体阻燃剂处理剂的制备方法包括如下步骤:S1,将二甲基二甲氧基硅烷与甲基乙烯基二甲氧基硅烷在水解催化剂的作用下经水解缩合,得到羟基封端硅油;S2,在氮气保护下,将步骤S1得到的羟基封端硅油与烷基三烷氧基硅烷在氨烃基硅烷的催化下于60~80℃下反应至反应体系中粘度不再变化。本发明提供的制备方法得到的粉体阻燃剂处理剂可以对氢氧化铝、氢氧化镁等粉体阻燃剂进行处理,得到的改性粉体阻燃剂可在树脂中充分分散,提高树脂改性的充粉量和氧指数,同时兼顾良好的拉伸强度与优良的断裂伸长率。

技术研发人员:丁冰,杨静,蔡浩,周煜华,徐光华
受保护的技术使用者:江西晨光新材料股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/3/31
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