一种磷氮硅系化合物负载蒙脱土阻燃剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种阻燃剂，特别设及一种憐氮娃系化合物负载蒙脱±阻燃剂及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 蒙脱±作为一种阻燃添加剂，具有阻燃效率高、添加量低、无面低毒、环境友好等 优势，在聚合物阻燃改性领域具有广阔的应用前景。随着复合材料技术研究的不断深入， 越来越多的聚合物/蒙脱±复合材料作为高性能、多功能的阻燃材料，在电子电器、航空航 天、建筑、汽车等行业中具有越来越广泛用途。无面阻燃剂一-有机憐氮化合物具有少烟、 低毒、耐水解、稳定性好等优势，蒙脱± /聚合物复合材料是一种"绿色环保"的阻燃材料， 与传统填充聚合物相比，具有用量少、成本低、阻燃效能高、发烟量少等优点。结合两者的优 势，通过分子设计并合成出能实现蒙脱±有机化的有机憐氮娃系化合物，该化合物与蒙脱 ±进行键联反应，得到新型复合阻燃剂一-憐氮娃系化合物负载蒙脱±阻燃剂。
[0003] 利用憐氮娃系化合物对蒙脱±进行有机化改性，提高了蒙脱±和富集其表面的膨 胀型阻燃剂在聚合物基体的分散性，降低了错固在蒙脱±表面的阻燃剂小分子的迁移性， 使蒙脱±和阻燃剂更好地发挥协同效应，有利于在低添加量的前提下实现高分子阻燃材料 高性能化等。然而，在憐氮娃系化合物负载蒙脱±阻燃剂的制备中，由于蒙脱±是无机化 合物，在有机溶剂中分散很差，需加入大量的有机溶剂才能保证反应的顺利进行，反应后需 对有机溶剂进行蒸馈回收，能耗很大，成本高，不利于工业化生产。利用固相接枝反应合成 憐氮娃系化合物负载蒙脱±阻燃剂，不仅大大简化了合成工艺，而且具有反应成本低、能耗 小、无溶剂等优势，为解决上述阻燃剂制备存在的问题提供了一种新的途径。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种具有优良阻燃性能的一种憐氮娃系化合物负载蒙脱 上阻燃剂。 阳〇化]本发明还提供所述憐氮娃系化合物负载蒙脱±阻燃剂的制备方法。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007] 一种憐氮娃系化合物负载蒙脱±阻燃剂，该阻燃剂是由含胺基的硅烷偶联剂、含 憐酷氯化合物组成的憐氮娃系化合物与蒙脱±粉末颗粒通过固相接枝反应制得，憐氮娃系 化合物通过化学键接枝蒙脱±上。
[0008] 一种所述的憐氮娃系化合物负载蒙脱±阻燃剂的制备方法，将含胺基的硅烷偶联 剂、含憐酷氯化合物与蒙脱±粉末颗粒通过固相接枝反应制得憐氮娃系化合物负载蒙脱± 阻燃剂。进一步的，将含胺基的硅烷偶联剂和含憐酷氯化合物、蒙脱±加入到球磨机中，在 通氮气的条件下研磨20~150分钟，制得憐氮娃系化合物负载蒙脱±阻燃剂。
[0009] 作为优选，所述的蒙脱±与含胺基的硅烷偶联剂的投料质量比为1.0 :0.02~ 0. 38,所述的含胺基的硅烷偶联剂与含憐酷氯化合物的投料物质的量比为1. 0 :1. 0~2. 5。
[0010] 作为优选，所述的含胺基的硅烷偶联剂选自下述之一：N-氨乙基-丫-氨丙基S甲 氧基硅烷、3-(2-氨基乙胺基）丙基二乙氧基硅烷、3-氨丙基二甲氧基硅烷、3-氨丙基二乙 氧基硅烷。
[0011] 作为优选，所述的含憐酷氯化合物选自下述之一：二甲基憐酷氯、二乙基憐酷氯、 二苯氧基憐酷氯。
[0012] 作为优选，所述的制备工艺条件中，球磨机滚筒转速21. 7~38转/分钟，通入氮 气流速率为0. 1~20立方米/分钟。
[0013] 一种所述的憐氮娃系化合物负载蒙脱±阻燃剂在制备阻燃复合材料方面的应用， W热塑性塑料的重量为100%计，该憐氮娃系化合物负载蒙脱±阻燃剂在热塑性塑料中的 添加量为5%~30%。
[0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果体现在如下几方面：
[0015] 1、本发明所述的憐氮娃系化合物负载蒙脱±阻燃剂的制备过程中，硅烷偶联剂 的氨基与憐酷氯反应生成副产物氯化氨气体，部分通过氮气带出反应体系，部分作为硅烷 偶联剂与蒙脱±表面径基缩合反应的催化剂，使硅烷偶联剂通过固相反应接枝到蒙脱±表 面，有利于固相接反应速率的提高，缩短了反应时间；
[0016] 2、本发明所述的阻燃剂的制备方法采用了固相研磨法反应，不仅简化了合成工艺 路线，而且降低反应成本、减少能耗和污染物的排放；
[0017] 3、本发明所述的阻燃剂的制备方法利用固相接枝反应，有利于憐氮娃系化合物负 载在蒙脱±表面，同时提高其分散性，增强了阻燃剂对高分子材料的阻燃效果，减少了阻燃 剂在高分子材料的使用量，降低了阻燃材料的制备成本；
[0018] 4、本发明所述的阻燃剂制备过程操作简便，工艺路线简单、制备成本低廉、绿色环 保且能耗低，所得产物无需分离，易于工业化生产。
【具体实施方式】
[0019] 下面通过具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本发 明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落 入本发明保护范围。
[0020] 在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等 均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常 规方法。 阳OW 实施例1 W22] 将1500公斤蒙脱±加入到连有氮气通入管的球磨机中，球磨机规格为 0900X1800,装球量为1. 5吨，在球磨机滚筒转速38转/分钟的条件下，分别加入150公 斤3-氨丙基=甲氧基硅烷和175公斤二苯氧基憐酷氯，在通入氮气流速率为0. 5立方米/ 分钟条件下研磨反应40分钟，制得憐氮娃系化合物负载蒙脱±阻燃剂，收率为97. 9 %。 阳〇2引 实施例2
[0024] 憐氮娃系化合物负载蒙脱±阻燃剂的合成操作同实施例1，原料为：蒙脱±、N-氨 乙基-丫-氨丙基=甲氧基硅烷、二甲基憐酷氯。蒙脱上的加入量为38000公斤，蒙脱±与N-氨乙基-丫-氨丙基S甲氧基硅烷的投料质量比为1.0 :0. 02,N-氨乙基-丫-氨丙基S 甲氧基硅烷与二甲基憐酷氯的投料物质的量比为I.O:2. 5,球磨机规格为02200X7500， 装球量为35吨，滚筒转速21. 7转/分钟，研磨时间为20分钟，通入氮气流速率为0. 1立方 米/分钟，收率为99. 1%。 阳〇2引 实施例3