一种多功能型三氧化二锑复配阻燃剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多功能型三氧化二锑复配阻燃剂及其制备方法，所述复配阻燃剂的组分包括三氧化二锑、硼酸钙、十二烷基苯磺酸钠、二硫化钼和偶联剂，按三氧化二锑→硼酸钙→二硫化钼→十二烷基苯磺酸钠→偶联剂的顺序依次添加到高混机混料，然后粉碎分级，即得。本发明专利技术制备的多功能型氧化锑复配阻燃剂在聚合物改性中同时具有阻燃、抑烟、自润滑、增塑等作用，而且还具有优异的加工性能。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能型三氧化二锑复配阻燃剂及其制备方法
本专利技术属于阻燃材料领域，尤其涉及了一种多功能型三氧化二锑复配阻燃剂及其制备方法。
技术介绍
三氧化二锑作为橡塑材料重要的无机阻燃剂之一，通常与卤系阻燃剂并用，可以大大提高卤系阻燃剂的效能，是卤系阻燃剂中不可缺少的协效剂。目前世界上产量最大，应用最为广泛的有机阻燃剂仍然是卤系阻燃剂，其中溴锑系阻燃剂占有相当大的比例。然而，研究表明卤锑系阻燃剂在使用中具有发烟量大、易产生有毒气体、可产生阴燃等缺点。中国专利申请CN201510895607.5公开了一种环保型阻燃剂，包含以下成分：氧化锑20-30份；磷酸二氢铵25～30份；氧化镁1～5份；草酸5～10份；十二烷基磺酸钠2～4份；硼砂5～10份。该阻燃剂虽然具有一定环保性，但阻燃效率较低，需要添加大量的阻燃剂才能达到阻燃要求，而且对复合材料的力学性能影响较大。中国专利技术专利CN102627787A公开了一种纳米锑基阻燃剂的制备方法，其特征为氧化锑和氯氧化锑的混合物阻燃剂粉末，其质量比例范围为氧化锑∶氯氧化锑＝1∶9999～2∶3，其中氧化锑为任意配比的Sb2O3与Sb2O5粉末，氯氧化锑为任意配比的SbOCl与Sb4O5Cl2粉末。该纳米阻燃剂具有较好的协同阻燃作用，但缺点是发烟量大，不环保。综上，对传统氧化锑阻燃产品进行优化升级，使其兼具阻燃、抑烟功能，同时又有利于聚合物加工成型，改善制品外观和最终性能，已成为锑系阻燃剂目前研究急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种多功能型三氧化二锑复配阻燃剂及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种多功能型三氧化二锑复配阻燃剂，阻燃剂的组分包括三氧化二锑、硼酸钙、十二烷基苯磺酸钠、二硫化钼和偶联剂，各组分的重量分数为：三氧化二锑：100份；硼酸钙：50-80份；十二烷基苯磺酸钠：5-10份；二硫化钼：10-20份；偶联剂：3-5份进一步的，以上所述的三氧化二锑，其平均粒径为0.8-1.5μm；进一步的，以上所述的硼酸钙，其平均粒径为2.0-4.0μm；进一步的，以上所述的十二烷基苯磺酸钠，其目数为300-800目；进一步的，以上所述的二硫化钼，其平均粒径为2.0-5.0μm；进一步的，以上所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种或两种的组合；上述多功能型三氧化二锑复配阻燃剂的制备方法依次包括以下步骤：(1)按照阻燃剂各组分的重量分数称取三氧化二锑、硼酸钙、十二烷基苯磺酸钠、二硫化钼和偶联剂；(2)将准备好的物料按三氧化二锑→硼酸钙→二硫化钼→十二烷基苯磺酸钠→偶联剂的顺序依次添加到高混机，每次加料间隔时间控制为5-10min，并控制出料温度80-120℃；(3)将步骤(2)混合好的物料重新进行粉碎分级，即得到本专利技术的复配阻燃剂产品。本专利技术是基于以下原理实现的：三氧化二锑作为溴系阻燃剂中最主要的协效阻燃剂之一，具有阻燃效率高、用量少等优点，但燃烧过程中发烟量较大，难以满足环保阻燃需求。硼酸钙与三氧化二锑具有较好的协同作用，一方面，硼酸钙燃烧时促使硼酸盐熔化分解、包覆在可燃性物质的表面,形成一层玻璃体覆盖层,从而起到隔绝可燃物与空气接触的作用。此外,硼酸钙带有结晶水,在高温燃烧时可放出结合水,冷却可燃物表面,或者改变某些可燃物的热分解途径,抑制可燃性气体生成。另一方面，硼酸钙可以和含有卤素元素的有机物相结合,生成卤化硼气体,在燃烧的火焰中释放卤化氢,卤化氢对阻止高活性自由基的生成、传递和抑制燃烧的进行等有很好的催化作用。将硼酸钙与三氧化二锑复配，将有利于强化凝聚相与气相阻燃作用，并减少燃烧过程中的生烟量。二硫化钼作为一种有效的抑烟剂，其硫元素可与加工设备的金属表面成键，这些键在剪切力下可以滑动，在金属表面上重新形成连续的润滑膜，极大改善了阻燃剂的加工特性。而十二烷基苯磺酸钠可提高各阻燃剂填料之间的黏合力，减少使用过程中的粉尘飞扬现象，在塑料后期加工应用更能有效降低聚合物分子链的作用力，有利于阻燃剂在聚合物基材中的均匀分散。同时，十二烷基苯磺酸钠在450℃左右发生分解反应，其产物可有效改善炭层质量。偶联剂的使用，可提高阻燃剂与聚合物的相容性，提高界面粘结力，改善聚合物的力学机械性能。综上，本专利技术的优点和积极效果有：(1)本专利技术制备的多功能型氧化锑复配阻燃剂在聚合物改性中同时具有阻燃、抑烟、自润滑、增塑等作用。(2)本专利技术制备的多功能型氧化锑复配阻燃剂在后期加工中具有扬尘少、加工性能优异等特点；(3)本专利技术制备方法简单，工艺可行，生产成本低，具有较好的经济效益和社会效益。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术进行详细描述，旨在帮助理解，实施例不能构成对本专利技术实施范围的限定。实施例1(1)称取100份平均粒径为1.2μm的三氧化二锑、50份平均粒径为3.0μm的硼酸钙、5份600目的十二烷基苯磺酸钠、20份平均粒径为3.5μm的二硫化钼和3份铝酸酯偶联剂；(2)将准备好的物料按三氧化二锑→硼酸钙→二硫化钼→十二烷基苯磺酸钠→偶联剂的顺序依次添加到高混机，每次加料间隔时间控制为10min，出料温度为113℃；(3)将步骤(2)混合好的物料重新进行粉碎分级，即得到本专利技术的复配阻燃剂产品。实施例2(1)称取100份平均粒径为1.2μm的三氧化二锑、65份平均粒径为3.0μm的硼酸钙、8份600目的十二烷基苯磺酸钠、15份平均粒径为3.5μm的二硫化钼和4份铝酸酯钛酸酯偶联剂；(2)将准备好的物料按三氧化二锑→硼酸钙→二硫化钼→十二烷基苯磺酸钠→偶联剂的顺序依次添加到高混机，每次加料间隔时间控制为8min，出料温度为106℃；(3)将步骤(2)混合好的物料重新进行粉碎分级，即得到本专利技术的复配阻燃剂产品。实施例3(1)称取100份平均粒径为1.2μm的三氧化二锑、80份平均粒径为3.0μm的硼酸钙、10份600目的十二烷基苯磺酸钠、10份平均粒径为3.5μm的二硫化钼和5份钛酸酯偶联剂；(2)将准备好的物料按三氧化二锑→硼酸钙→二硫化钼→十二烷基苯磺酸钠→偶联剂的顺序依次添加到高混机，每次加料间隔时间控制为8min，出料温度为116℃；(3)将步骤(2)混合好的物料重新进行粉碎分级，即得到本专利技术的复配阻燃剂产品。对比例1称取200份平均粒径为1.2μm的三氧化二锑加入高速混合机，然后加入5份钛酸酯偶联剂进行改性处理，出料温度为116℃，并重新对该物料进行粉碎分级，即可得到本专利技术中的对比例产品。将以上实施例和对比例的产品分别应用于PE、PP材料中，配方组成及性能测试结果如下，其中氧指数按GB/T2406-1993测试；燃烧性能按ANSIUL-94-1985测试；烟密度按GB/T8627-2007测试；拉伸性能按GB/T1040-2006测试；冲击性能按GB/T1043.1-2008测试。表1：PE配方组成及性能测试结果表2：PP配方组成及性能测试结果从实施例和对比例的测试结果，可以明显看出本专利技术所述多功能型三氧化二锑复配阻燃剂相对于常规的三氧化二锑阻燃剂，具有更优异的阻燃、抑烟及加工性能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能型三氧化二锑复配阻燃剂，其特征在于包含以下组分：三氧化二锑、硼酸钙、十二烷基苯磺酸钠、二硫化钼和偶联剂。

【技术特征摘要】
1.一种多功能型三氧化二锑复配阻燃剂，其特征在于包含以下组分：三氧化二锑、硼酸钙、十二烷基苯磺酸钠、二硫化钼和偶联剂。2.根据权利要求1所述的多功能型三氧化二锑复配阻燃剂，其特征在于各组分的重量分数为：三氧化二锑：100份；硼酸钙：50-80份；十二烷基苯磺酸钠：5-10份；二硫化钼：10-20份；偶联剂：3-5份。3.根据权利要求1-2任一所述的多功能型三氧化二锑复配阻燃剂，其特征在于：所述的三氧化二锑粒径为0.8-1.5μm；硼酸钙粒径为2.0-4.0μm；十二烷基苯磺酸钠目数为300-800目；二硫化钼粒径为2.0-5.0μm。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜干才，梁小良，戴新，潘善初，郑鸿，
申请(专利权)人：广西华锑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45