一种塑料用环保复合无卤阻燃剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及阻燃剂技术领域，具体涉及一种塑料用环保复合无卤阻燃剂及其制备方法，包括如下重量份的原料：三聚氰胺衍生物、包覆聚磷酸铵、二羟烷基次膦酸盐、双酚A四苯基双磷酸酯、对苯二酚双磷酸苯酯齐聚物、白度化包覆红磷、二磷酸间苯二酚酯、瓷化粉、有机倍半硅氧烷、纳米二氧化硅、无机阻燃剂、抑烟剂、抗氧剂、润滑剂。本发明专利技术的阻燃剂具有优良的阻燃性能，又具有无卤、低烟、低毒、防熔滴和无腐蚀性气体的优点；且用于塑料时，当燃烧达到一定温度可形成致密的陶瓷化产物，成瓷温度低，成瓷致密，形成的陶瓷化产物具有良好的高温强度和抗热流冲击能力。

An environmentally friendly composite halogen-free flame retardant for plastics and its preparation method

The invention relates to the technical field of flame retardants, in particular to an environmentally friendly composite halogen-free flame retardant for plastics and its preparation method, including raw materials of the following weight parts: melamine derivatives, coated polyammonium phosphate, dihydroxyalkyl hypophosphite, bisphenol A tetraphenyl bisphosphate, hydroquinone bisphosphate oligomer, white coated red phosphorus, resorcinol diphosphate, ceramic powder. Organic sesquisiloxane, nano-silica, inorganic flame retardant, smoke suppressant, antioxidant, lubricant. The flame retardant of the invention has excellent flame retardant performance, and has the advantages of halogen-free, low smoke, low toxicity, anti-melting droplet and non-corrosive gas; and when used in plastics, when combustion reaches a certain temperature, compact ceramized products can be formed, with low ceramics forming temperature and compact ceramics forming products, which have good high temperature strength and heat flow impact resistance.

【技术实现步骤摘要】
一种塑料用环保复合无卤阻燃剂及其制备方法
本专利技术涉及阻燃剂
，具体涉及一种塑料用环保复合无卤阻燃剂及其制备方法。
技术介绍
阻燃剂，赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂，主要是针对高分子材料的阻燃设计的。塑料、合成橡胶、合成纤维三大合成材料在当今世界中的广泛应用是众所周知的，而且以塑料为首，作为现在社会四大基础材料之一，塑料目前在建筑、电力、电讯、电器、能源、交通运输、农业、医疗卫生、宇航、信息和国防工业等领域的应用数量和应用范围都在与日俱增。塑料作为一种重要的替代材料具有许多优良性能，如质量轻、有极大的可塑性等，但是绝大多数塑料都有其一个致命的弱点，就是它们几乎都属于易燃或者可燃性材料，只要具备基本的火源，它们可以在空气中被点燃并且持续燃烧，在现在社会中已经发生了很多关于塑料材料的被点燃而引发的火灾造成人员的惨重伤亡和财产的重大损失，因此利用一些手段或者方法能把易燃或可燃的塑料变成不易被点燃或者点燃后极短时间自熄，或者被点燃后燃烧速度很慢，从而能大大减少火灾的发生，这也就是塑料阻燃技术的目的。目前市场上的塑料阻燃剂虽然能够起到阻燃的效果，但一般含有卤元素，不环保，且还会影响塑料的力学性能。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本专利技术的目的在于提供一种塑料用环保复合无卤阻燃剂，该阻燃剂具有优良的阻燃性能，又具有无卤、低烟、低毒、防熔滴和无腐蚀性气体的优点；且用于塑料时，当燃烧达到一定温度可形成致密的陶瓷化产物，成瓷温度低，成瓷致密，形成的陶瓷化产物具有良好的高温强度和抗热流冲击能力。本专利技术的另一目的在于提供一种塑料用环保复合无卤阻燃剂的制备方法，该制备方法步骤简单，操作控制方便，质量稳定，生产效率高，生产成本低，可大规模工业化生产。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种塑料用环保复合无卤阻燃剂，包括如下重量份的原料：三聚氰胺衍生物30-50份包覆聚磷酸铵20-40份二羟烷基次膦酸盐10-30份双酚A四苯基双磷酸酯10-20份对苯二酚双磷酸苯酯齐聚物5-15份白度化包覆红磷4-8份二磷酸间苯二酚酯3-7份瓷化粉8-12份有机倍半硅氧烷6-10份纳米二氧化硅4-8份无机阻燃剂2-6份抑烟剂1-5份抗氧剂1-2份润滑剂0.5-1.5份。优选的，所述三聚氰胺衍生物是由双磷酸季戊四醇酯三聚氰胺盐、2，4，8，10-四氧-3，9-二磷螺环[5，5]十一烷-3，9-二氧-3，9-二三聚氰胺盐和(2，6，7-三氧-1-磷-双环[2，2，2]辛烷-1-氧甲基)磷酸酯三聚氰胺盐以重量比2-4:1-2:1组成的混合物。本专利技术通过严格控制三聚氰胺衍生物的种类、复配及配比，具有无卤、低烟、低腐蚀性、低吸水性、低水溶性、流滴少、阻燃效率高、成本低等优点。优选的，所述包覆聚磷酸铵是由密胺-甲醛包覆聚磷酸铵、硅烷包覆聚磷酸铵和不饱和树脂包覆聚磷酸铵以重量比1-2:0.5-1.5:1组成的混合物。本专利技术通过严格控制包覆聚磷酸铵的种类、复配及配比，高温下，可迅速分解成氨气和聚磷酸，氨气可以稀释气相中的氧气浓度，从而起阻止燃烧的作用。聚磷酸是强脱水剂，可使聚合物脱水炭化形成炭层，隔绝聚合物与氧气的接触，在固相起阻止燃烧的作用。本专利技术通过采用二羟烷基次膦酸盐、双酚A四苯基双磷酸酯、对苯二酚双磷酸苯酯、白度化包覆红磷齐聚物和二磷酸间苯二酚酯，制得的阻燃剂具有高效、抑烟、低毒的阻燃效果。优选的，所述瓷化粉是由硼酸铵、氧化铋玻璃粉、玻璃纤维和硅灰石粉以重量比0.8-1.2:1:0.4-0.8:0.5-1.5组成的混合物。本专利技术通过严格控制瓷化粉的种类、复配及配比，可以使制品在高温时陶瓷化，提高阻燃效果。优选的，所述有机倍半硅氧烷为无规倍半硅氧烷、梯形倍半硅氧烷、桥形倍半硅氧烷和笼形倍半硅氧烷中的至少一种。本专利技术通过采用上述有机倍半硅氧烷，具有良好的增韧性能，还可以提高制品得到机械强度、耐热性和阻燃性。更为优选的，所述有机倍半硅氧烷为笼形八聚（三甲基硅氧基）倍半硅氧烷、环氧基笼形倍半硅氧烷和乙烯基梯形倍半硅氧烷以重量比1:0.5-1.5:1.5-2.5组成的混合物。优选的，所述纳米二氧化硅的表面经硅烷偶联剂改性处理，其改性方法为：配置体积比为3-10:1的乙醇/水溶液，加入占乙醇/水溶液质量1%-10%的纳米二氧化硅，在3000-4000rpm的转速下高速剪切，再加入占乙醇/水溶液质量1%-10%的硅烷偶联剂，加入草酸溶液使反应体系的pH值在3-4，反应1.5-2.5h后，抽滤、洗涤，干燥后即得表面改性的纳米二氧化硅；其中，所述硅烷偶联剂是由γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷以重量比0.4-0.8：1：0.5-1.5组成的混合物。本专利技术采用硅烷偶联剂对纳米二氧化硅的表面进行改性处理，并严格控制处理参数和硅烷偶联剂的种类、复配及配比，可以改善纳米SiO2与树脂的相容性，还可以提高树脂的强度和耐热性能。优选的，所述无机阻燃剂是由硼酸锌、氢氧化镁和氢氧化铝以重量比1.5-2.5:0.5-1.5:1组成的混合物。本专利技术通过严格控制协效阻燃剂的种类、复配及配比，可以提高材料的阻燃效果。所述抑烟剂是由二茂铁、三氧化二锑和八钼酸铵以重量比0.5-1.5:1.5-2.5:1组成的混合物。本专利技术通过严格控制抑烟剂的种类、复配及配比，可以减少燃烧过程中毒烟的产生。优选的，所述抗氧剂是由β-（3,5-二叔丁基-4-羟基苯基）丙酸正十八碳醇酯、三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯和硫代二丙酸双月桂酯以重量比1-2：0.8-1.2：1组成的混合物。本专利技术通过严格控制抗氧剂的种类、复配及重量配比，可以延缓或抑制材料氧化过程的进行，从而阻止材料的老化并延长其使用寿命。所述润滑剂是由氧化聚乙烯蜡、季戊四醇硬脂酸酯和N,N-亚乙基双蓖麻醇酸酸胺以重量比0.8-1.2:1.4-2.2:1组成的混合物。本专利技术通过严格控制润滑剂的种类、复配及重量配比，可以使材料在加工过程中改善材料的流动性和制品的脱模性，能够降低加工难度，节省能源消耗。优选的，还包括4-((N-苯乙基-4-(邻甲苯基氧基)苯甲酰胺基)甲基)苯甲酸1-5份、Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC3N3(NH2)2]1-5份。本专利技术通过采用4-((N-苯乙基-4-(邻甲苯基氧基)苯甲酰胺基)甲基)苯甲酸，具有优异的阻燃性能；本专利技术通过采用Ca2[(O3PCH2)2NCH2CONHC3N3(NH2)2]，阻燃性能优异，环保。一种塑料用环保复合无卤阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：（1）按重量份数称取上述原料，投入高速混合机中混合10-30min，得到混合料；（2）将混合料粉碎至粒径为10-50µm，制得塑料用环保复合无卤阻燃剂。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的阻燃剂具有优良的阻燃性能，又具有无卤、低烟、低毒、防熔滴和无腐蚀性气体的优点；且用于塑料时，当燃烧达到一定温度可形成致密的陶瓷化产物，成瓷温度低，成瓷致密，形成的陶瓷化产物具有良好的高温强度和抗热流冲击能力。本专利技术的阻燃剂通过采用抑烟剂，其抑烟效果好，可以降低热塑性聚氨酯在燃烧时产生的有毒气体和烟雾。本专利技术的阻燃剂可用于热塑性聚酯工程塑料如PBT、PET等或其它塑料。具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塑料用环保复合无卤阻燃剂，其特征在于：包括如下重量份的原料：三聚氰胺衍生物              30‑50份包覆聚磷酸铵                20‑40份二羟烷基次膦酸盐            10‑30份双酚A四苯基双磷酸酯         10‑20份对苯二酚双磷酸苯酯齐聚物    5‑15份白度化包覆红磷              4‑8份二磷酸间苯二酚酯            3‑7份瓷化粉                      8‑12份有机倍半硅氧烷              6‑10份纳米二氧化硅                4‑8份无机阻燃剂                  2‑6份抑烟剂                      1‑5份抗氧剂                      1‑2份润滑剂                      0.5‑1.5份。

【技术特征摘要】
1.一种塑料用环保复合无卤阻燃剂，其特征在于：包括如下重量份的原料：三聚氰胺衍生物30-50份包覆聚磷酸铵20-40份二羟烷基次膦酸盐10-30份双酚A四苯基双磷酸酯10-20份对苯二酚双磷酸苯酯齐聚物5-15份白度化包覆红磷4-8份二磷酸间苯二酚酯3-7份瓷化粉8-12份有机倍半硅氧烷6-10份纳米二氧化硅4-8份无机阻燃剂2-6份抑烟剂1-5份抗氧剂1-2份润滑剂0.5-1.5份。2.根据权利要求1所述的一种塑料用环保复合无卤阻燃剂，其特征在于：所述三聚氰胺衍生物是由双磷酸季戊四醇酯三聚氰胺盐、2，4，8，10-四氧-3，9-二磷螺环[5，5]十一烷-3，9-二氧-3，9-二三聚氰胺盐和(2，6，7-三氧-1-磷-双环[2，2，2]辛烷-1-氧甲基)磷酸酯三聚氰胺盐以重量比2-4:1-2:1组成的混合物。3.根据权利要求1所述的一种塑料用环保复合无卤阻燃剂，其特征在于：所述包覆聚磷酸铵是由密胺-甲醛包覆聚磷酸铵、硅烷包覆聚磷酸铵和不饱和树脂包覆聚磷酸铵以重量比1-2:0.5-1.5:1组成的混合物。4.根据权利要求1所述的一种塑料用环保复合无卤阻燃剂，其特征在于：所述瓷化粉是由硼酸铵、氧化铋玻璃粉、玻璃纤维和硅灰石粉以重量比0.8-1.2:1:0.4-0.8:0.5-1.5组成的混合物。5.根据权利要求1所述的一种塑料用环保复合无卤阻燃剂，其特征在于：所述有机倍半硅氧烷为无规倍半硅氧烷、梯形倍半硅氧烷、桥形倍半硅氧烷和笼形倍半硅氧烷中的至少一种。6.根据权利要求1所述的一种塑料用环保复合无卤阻燃剂，其特征在于：所述纳米二氧化硅的表面经硅烷偶联剂改性处理，其改性方法为：配置体积比为3-10:1的乙醇/水溶液，加入占乙醇/水溶液质量1%-10%的纳米二氧化硅，在3...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄而凑，
申请(专利权)人：东莞市创之源新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44