一种阻燃剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术具体公开了一种阻燃剂，包括以下重量份的原料成分：次磷酸铝0.1‑50份，抗酸剂1‑25份，协效剂1‑50份，稳定剂1‑20份，抗氧剂0.2‑1份，润滑剂0.2‑1份。其制备方法包括以下步骤：首先向高速混合机中加入抗酸剂、协效剂和稳定剂，升温至50℃，混合搅拌，再加入硅烷偶联剂，搅拌3分钟，继续加入抗氧剂、润滑剂，混合搅拌5分钟，得预混物；然后将所述预混物加入低速混合机中，降温至常温，加入次磷酸铝，混合搅拌15分钟，即得。还公开了其在纤维增强或非增强的工程塑料中的应用，结果表明该阻燃剂可在基本不影响材料的力学性能的同时可达到1.6mm UL‑94 V‑0的阻燃等级。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃剂及其制备方法和应用
本专利技术涉及阻燃剂
，具体涉及一种阻燃剂及其制备方法和应用。
技术介绍
尼龙，即是聚酰胺，是一种主链上含有酰胺基团（-NHCO-）的高分子化合物，属于五大工程塑料之一，在生活与工业领域的用途十分广泛。其中可分为PA6，PA66，PA46，PA610，PA1010等等。PA6具有良好的综合性能，但其分子结构中含有亲水的酰胺基团，故其吸水、吸潮性大。PA6的氧指数约22.7%，具有一定的自熄能力，但仍属可燃物，尤其在电子电器领域，其在漏电、断路、电弧、电火花的情况下，引起火灾的危险性依然存在。玻璃纤维材料以及成核剂的加入改变了PA6的机械性能以及尺寸稳定性。碳纤维以及金属纤维的加入不仅改变了PA6的机械性能和尺寸稳定性，还改善了其导电导热的性能，在电子电器行业广泛使用。但纤维材料的加入使得PA材料的“灯芯效应”更加不易熄灭，因此，众多科研人员对提高尼龙的阻燃性能做出了广泛的研究。溴锑类阻燃剂其阻燃性能良好，但其燃烧产生大量对人体有害的烟雾与有毒物质，对人体产生二次伤害较大，并且其废弃物对环境影响较大。因此，人们对无卤高效的又应用广泛的无卤环保阻燃材料呼声越来越高。济南泰星公司专利技术了一种由磷酸铝、三聚氰胺氰尿酸盐、聚磷酸铵以及成碳剂制作的产品（专利号：201210066296.8），但其阻燃效果仅能满足3.2mm阻燃要求。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种阻燃剂及其制备方法和应用，该阻燃剂具有良好的阻燃性能、抗水性以及加工性；可用于纤维增强的PA6材料以及PBT材料，还可用于非增强的PA6材料中，满足市场上所提出的非增强PA6材料无卤阻燃材料无燃烧滴落物的特点。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现。（一）一种阻燃剂，其特征在于，包括以下重量份的原料成分：次磷酸铝0.1-50份，抗酸剂1-25份，协效剂1-50份，稳定剂1-20份，抗氧剂0.2-1份，润滑剂0.2-1份。作为优选地，所述次磷酸铝0-18份，抗酸剂0-2份，协效剂0-3份，稳定剂0-1份，抗氧剂0.2份，润滑剂0.2份。作为优选地，所述抗酸剂包括氧化镁、硼酸锌、海泡石、碳酸镁、沸石中的至少一个。进一步优选地，所述抗酸剂为氧化镁。作为优选地，所述协效剂包括三聚氰胺氰尿酸、双季戊四醇、季戊四醇磷酸酯中的至少一个。进一步优选地，所述协效剂为三聚氰胺氰尿酸和季戊四醇磷酸酯。作为优选地，所述稳定剂包括二氧化钛、高岭土、水菱镁矿中的至少一个。进一步优选地，所述稳定剂为二氧化钛。作为优选地，所述抗氧剂包括抗氧剂1010和抗氧剂168中的至少一个。作为优选地，所述润滑剂为季戊四醇硬脂酸脂。（二）上述阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，向高速混合机中加入抗酸剂、协效剂和稳定剂，升温至50℃，混合搅拌，再加入硅烷偶联剂，搅拌3分钟，继续加入抗氧剂、润滑剂，混合搅拌5分钟，得预混物；步骤2，将所述预混物加入低速混合机中，降温至常温，加入次磷酸铝，混合搅拌15分钟，即得。作为优选地，步骤2中，所述次磷酸铝按照以下步骤制备：取次磷酸钠溶于去离子水中，升温至80℃并搅拌，得次磷酸钠水溶液；然后将硫酸铝溶于去离子水中至完全溶解，得硫酸铝水溶液；最后将所述硫酸铝水溶液加入所述次磷酸钠水溶液中，搅拌并在80℃条件下反应2小时，冷却，过滤，干燥，粉碎，即得。本专利技术的阻燃剂为白色粉末，不溶于水，热失重5%的温度为280℃，粒径为0.003-0.1mm，且其中的Pb含量≦100ppm，Cd含量≦5ppm，Hg含量≦2ppm，Cr含量≦2ppm，PBBs含量≦2ppm，PBDEs含量≦2ppm，三氧化二砷含量≦2ppm。（三）上述阻燃剂在纤维增强的工程塑料中的应用。优选地，所述工程塑料为PA6材料或PBT材料。优选地，所述纤维为玻璃纤维、碳纤维。优选地，所述纤维为碳纤维和金属纤维的复合纤维。（四）上述阻燃剂在非增强的工程塑料中的应用。优选地，所述工程塑料为PA6材料。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术的阻燃剂具有良好的阻燃性和抗水性，且其制备方法简单；将其应用于非增强的PA6材料中，可满足市场上所提出的非增强PA6材料无卤阻燃材料无燃烧滴落物的特点；本专利技术的阻燃剂为在PA6材料中和PBT材料中能完全替代溴锑阻燃体系类的阻燃剂，在添加量较小时能在保证对材料力学影响极小的情况下实现1.6mmUL-94V-0的阻燃等级。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域的技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例1向高速混合机中加入氧化镁2份、笼状季戊四醇磷酸酯3份、二氧化钛1份，升温至50℃，混合搅拌，在搅拌过程中再加入硅烷偶联剂KH570，搅拌3分钟，继续加入抗氧剂10100.2份、季戊四醇硬脂酸脂(PETS)0.2份，混合搅拌5分钟，得预混物；将预混物转入低速混合机中，加水降温至常温，加入次磷酸铝18份，混合搅拌15分钟，即得阻燃剂。其中，次磷酸铝的制备方法为：取100g次磷酸钠溶于800g去离子水中，升温至80℃并搅拌，得次磷酸钠水溶液；然后将76g硫酸铝溶于400g去离子水中至完全溶解，得硫酸铝水溶液；最后将所述硫酸铝水溶液加入所述次磷酸钠水溶液中，搅拌并在80℃条件下反应2小时，冷却，过滤，干燥，粉碎，即得。实施例2向高速混合机中加入氧化镁2份、三聚氰胺氰尿酸(MCA)4份、双季戊四醇2份、高岭土2份、水菱镁矿1份，升温至50℃，混合搅拌，在搅拌过程中再加入硅烷偶联剂KH570，搅拌3分钟，继续加入抗氧剂10100.2份、抗氧剂1680.2份、季戊四醇硬脂酸脂(PETS)0.2份，混合搅拌5分钟，得预混物；将预混物转入低速混合机中，加水降温至常温，加入次磷酸铝12份，混合搅拌15分钟，即得阻燃剂。其中，次磷酸铝的制备方法为：取100g次磷酸钠溶于800g去离子水中，升温至80℃并搅拌，得次磷酸钠水溶液；然后将76g硫酸铝溶于400g去离子水中至完全溶解，得硫酸铝水溶液；最后将所述硫酸铝水溶液加入所述次磷酸钠水溶液中，搅拌并在80℃条件下反应2小时，冷却，过滤，干燥，粉碎，即得。实施例3向高速混合机中加入氧化镁4份、沸石1份、碳酸镁3份、笼状季戊四醇磷酸酯1.5份、三聚氰胺氰尿酸(MCA)3份、二氧化钛2份、高岭土1份，升温至50℃，混合搅拌，在搅拌过程中再加入硅烷偶联剂KH570，搅拌3分钟，继续加入抗氧剂10100.1份、抗氧剂1680.2份、季戊四醇硬脂酸脂(PETS)0.3份，混合搅拌5分钟，得预混物；将预混物转入低速混合机中，加水降温至常温，加入次磷酸铝15份，混合搅拌15分钟，即得阻燃剂。其中，次磷酸铝的制备方法为：取100g次磷酸钠溶于800g去离子水中，升温至80℃并搅拌，得次磷酸钠水溶液；然后将76g硫酸铝溶于400g去离子水中至完全溶解，得硫酸铝水溶液；最后将所述硫酸铝水溶液加入所述次磷酸钠水溶液中，搅拌并在80℃条件下反应2小时，冷却，过滤，干燥，粉碎，即得。实施例4向高速混合机中加入硼酸锌1份、碳酸镁5份、沸石5份、海泡石2份、三聚氰胺氰尿酸(MCA)15份、笼状季戊四醇磷酸酯5份、双季戊四本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃剂，其特征在于，包括以下重量份的原料成分：次磷酸铝0.1‑50份，抗酸剂1‑25份，协效剂1‑50份，稳定剂1‑20份，抗氧剂0.2‑1份，润滑剂0.2‑1份。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃剂，其特征在于，包括以下重量份的原料成分：次磷酸铝0.1-50份，抗酸剂1-25份，协效剂1-50份，稳定剂1-20份，抗氧剂0.2-1份，润滑剂0.2-1份。2.根据权利要求1所述的阻燃剂，其特征在于，所述次磷酸铝18份，抗酸剂2份，协效剂3份，稳定剂1份，抗氧剂0.2份，润滑剂0.2份。3.根据权利要求1所述的阻燃剂，其特征在于，所述抗酸剂包括氧化镁、硼酸锌、海泡石、碳酸镁、沸石中的至少一个。4.根据权利要求1所述的阻燃剂，其特征在于，所述协效剂包括三聚氰胺氰尿酸、双季戊四醇、季戊四醇磷酸酯中的至少一个。5.根据权利要求1所述的阻燃剂，其特征在于，所述稳定剂包括二氧化钛、高岭土、水菱镁...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘凯宏，刘伟明，李余聘，黄起渊，
申请(专利权)人：东莞市宏泰基阻燃材料有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44