一种无树脂、无粘结剂的纳米阻燃母料及其制备方法技术

一种无树脂、无粘结剂的纳米阻燃母料及其制备方法。制备时：首先，将纳米水镁石粉加入连续式粉体表面改性机中，雾状喷入经稀释后的解聚剂。纳米水镁石粉被充分打散解聚、干燥、并且表面包覆一层解聚剂，制备得到表面活化的纳米水镁石粉。然后，将表面活化的纳米水镁石粉，送入脱气机进行脱除空气和增加活化纳米水镁石粉体积密度的处理。最后，将处理后的改性纳米水镁石粉送入干式辊压制粒机进行制粒。本发明专利技术生产的纳米阻燃母料不含粘结剂和树脂，因此填充量高、通用性好、有效成分高。并且母料分散性好，抗压强度大，产量高，能耗低，有效的解决了使用过程中由于粉料飞扬，带来的对工人身体健康和车间环境都有很大影响的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种无树脂、无粘结剂的纳米阻燃母料及其制备方法
本专利技术属于阻燃剂的制备技术，特别涉及无树脂、无粘结剂的纳米阻燃母料的制备方法及应用。技术背景纳米级阻燃剂粉末由于纳米效应，与普通阻燃剂相比，具有优异的性能。然而，纳米粉末表面亲水疏油，容易团聚难以直接应用，必须经过表面处理。在表面处理方面，目前使用的是湿混合法，即首先将纳米阻燃粉末、表面处理剂和大量的溶剂混合搅拌，制成阻燃浆液。然后将阻燃浆液过滤，得到阻燃粉末滤饼。滤饼经过粉碎机粉碎后得到粉碎后的阻燃剂湿滤饼。湿滤饼经过干燥后，再次粉碎打散，最后方能得到表面处理后的纳米阻燃粉末。湿混合法工艺复杂、生产周期长、生产成本高。并且纳米粉体在生产和加工过程中，容易产生粉尘，对工人身体健康和车间环境都有很大的影响。目前的解决方法是将纳米材料制成母料。但是此方法有一定的缺陷，如载体树脂与产品树脂必须一致，并且常规母料中的润滑体系必须与产品树脂相匹配，否则易造成阻燃材料物理化学性能的大幅度下降。此外，由于下游塑料产品客户所用的材料多种多样，因此阻燃母料生产厂家在做母料时也要变换基体材料来解决相容性的问题，非常的繁琐。在制粒方面，当前使用的有挤出拉条水冷、热切水冷、热切风冷或螺杆挤出机(单/双)进行挤出制粒等技术。这些制粒技术需要在真空压缩或加热的条件下对原料进行处理，生产工艺复杂，生产周期较长，生产成本高。并且高温使塑料产生的异味大，用电量大，工人劳动强度大。特别是生产出来的母料由于经挤出处理，脆性大、粉尘多，并且分散效果一般，不仅不能很好的满足生产、使用的需求，而且给日常生产使用带来诸多麻烦。为了解决这些问题，本专利技术在制粒过程中不添加树脂、粘结剂和润滑剂，因此填充量高、通用性好、有效成分高。并且能够降低成本。本专利技术采用解聚剂对纳米级阻燃粉末进行表面活化处理，能够有效的避免阻燃母料添加到基体树脂中后，纳米级粉末因为硬团聚而不能均匀的分散到基体树脂中的问题。采用连续式粉体表面改性机对纳米阻燃粉末进行活化处理，能起到一边包覆，一边防止纳米粉末聚合的作用。能够有效的防止纳米级阻燃材料的硬团聚。本专利技术采用干混合包覆法，将解聚剂均匀的包覆在纳米阻燃粉末表面。与湿混合包覆法相比，干混合包覆法由于采用连续式粉体表面改性机，整个过程中含溶剂量低，因此不需要过滤、粉碎、干燥、再次粉碎打散的多个步骤，而是在改性机中包覆的同时完成粉体的干燥、打散解聚，整个过程一步即可完成。这极大的简化了工艺过程，并且降低了能量消耗，整个生产过程无排放，全程封闭，无粉尘污染。能够达到绿色、节能、环保的要求。将纳米级阻燃粉末制成阻燃母料，能够有效的解决在生产应用过程中产生的“架桥”现象。特别重要的是，能够有效的解决阻燃粉末使用过程中由于粉料飞扬，带来的对工人身体健康和车间环境都有很大影响的问题。并且能够减少粉料飞扬，对设备的磨损问题。采用干式辊压制粒机进行制粒，生产周期短，工艺简单，制粒产品抗压强度大，产量大，不产生二次环境污染。并且与常规的挤出拉条水冷、热切水冷、热切风冷或螺杆挤出机(单/双)制粒相比，采用干式辊压制粒机制粒不需要加热，能够有效的降低能耗。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述技术问题，提供一种无树脂、无粘结剂的纳米阻燃母料及其制备方法。本专利技术采用的技术方案如下：一种无树脂、无粘结剂的纳米阻燃母料由纳米水镁石粉92％-99.3％、解聚剂0.6％-3％、稀释剂0.1-5％组成。所述的解聚剂为偶联剂和分散剂复配而成，其中偶联剂的添加量为纳米阻燃母料总质量的0.5％-2％，分散剂的添加量为纳米阻燃母料总质量的0.1％-1％。所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、γ-胺丙基三乙氧基硅烷、N-β胺乙基-γ胺丙基三乙氧基硅烷、聚酰胺硅烷中的一种或多种的混合物。所述的分散剂为聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钠、月桂酰二乙醇胺、氯化十四烷酰胺丙基二甲基苄基胺中的一种或多种的混合物。所述的稀释剂为水、乙醇或异丙醇中的一种或多种的混合物。所述的无树脂、无粘结剂的纳米阻燃母料的方法，步骤为：(1)配制解聚剂：将偶联剂和分散剂按比例配制成解聚剂。其中偶联剂的添加量为纳米阻燃母料总质量的0.5％-2％，分散剂的添加量为纳米阻燃母料总质量的0.1％-1％。(2)表面活化纳米水镁石粉：将纳米水镁石粉加入连续式粉体表面改性机中，雾状喷入经稀释后的解聚剂，其中纳米水镁石粉为92％-99.3％，解聚剂为0.6％-3％，稀释剂为0.1-5％，制备得到表面活化的纳米水镁石粉；(3)将表面活化的纳米水镁石粉送入脱气机进行脱除空气和增加活化纳米水镁石粉体积密度的处理；(4)将处理后的改性纳米水镁石粉送入干式辊压制粒机进行制粒，制备得到无树脂、无粘结剂的纳米阻燃母料。本专利技术的有益效果：1.采用干混合包覆法，将解聚剂均匀的包覆在纳米阻燃粉末表面。与湿混合包覆法相比，干混合包覆法由于采用连续式粉体表面改性机，整个过程中含溶剂量低，因此不需要过滤、粉碎、干燥、再次粉碎打散的多个步骤，而是在改性机中包覆的同时完成粉体的干燥、打散解聚，整个过程一步即可完成。这极大的简化了工艺过程，并且降低了能量消耗，整个生产过程无排放，全程封闭，无粉尘污染。能够达到绿色、节能、环保的要求。2.采用连续式粉体表面改性机对纳米水镁石粉进行活化处理，能起到一边包覆，一边防止纳米粉末聚合的作用。能够有效的防止纳米水镁石粉的硬团聚。3.采用解聚剂对纳米水镁石粉进行表面活化处理，能够有效的避免阻燃母料添加到基体树脂中后，纳米级粉末因为硬团聚而不能均匀的分散到基体树脂中的问题。4.采用干式辊压制粒机进行制粒，生产周期短，工艺简单，制粒产品抗压强度大，产量大，不产生二次环境污染。并且与常规的挤出拉条水冷、热切水冷、热切风冷或螺杆挤出机(单/双)制粒相比，采用干式辊压制粒机制粒不需要加热，能够有效的降低能耗。5.在制粒之前，对纳米级阻燃母料进行脱除空气，增加密度的预处理，不仅有利于提高进料效率，更重要的是，有利于减少制成的母料中气泡的产生，进而有利于提高母料的抗压强度。6.制粒过程中不添加树脂和粘结剂，因此填充量高、通用性好、有效成分高。并且能够降低成本。7.将纳米级阻燃粉末制成阻燃母料，能够有效的解决在生产应用过程中产生的“架桥”现象。特别重要的是，能够有效的解决阻燃粉末使用过程中由于粉料飞扬，对于车间环境、工人身体健康都有很大的影响的问题。具体实施方式实施例1(1)配制解聚剂：将1kg偶联剂和1kg分散剂均匀混合，制成解聚剂。(2)表面活化纳米水镁石粉：将95kg纳米水镁石粉加入连续式粉体表面改性机中，雾状喷入5kg经稀释后的解聚剂，其中解聚剂为2kg，稀释剂为3kg，制备得到表面活化的纳米水镁石粉；(3)将表面活化的纳米水镁石粉送入脱气机进行脱除空气和增加活化纳米水镁石粉体积密度的处理；(4)将处理后的改性纳米水镁石粉送入干式辊压制粒机进行制粒，制备得到无树脂、无粘结剂的纳米阻燃母料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无树脂、无粘结剂的纳米阻燃母料，其特征在于：由以下组分按质量百分比制备而成：纳米水镁石粉92％‑99.3％，解聚剂0.6％‑3％，稀释剂0.1‑5％。

【技术特征摘要】
1.一种无树脂、无粘结剂的纳米阻燃母料，其特征在于：由以下组分按质量百分比制备而成：纳米水镁石粉92％-99.3％，解聚剂0.6％-3％，稀释剂0.1-5％。2.根据权利要求1所述的一种无树脂、无粘结剂的纳米阻燃母料，其特征在于：所述的解聚剂为偶联剂和分散剂复配而成，其中偶联剂的添加量为纳米阻燃母料总质量的0.5％-2％，分散剂的添加量为纳米阻燃母料总质量的0.1％-1％。3.根据权利要求2所述的一种无树脂、无粘结剂的纳米阻燃母料，其特征在于：所述的偶联剂为乙烯基三乙氧基硅烷、γ-胺丙基三乙氧基硅烷、N-β胺乙基-γ胺丙基三乙氧基硅烷、聚酰胺硅烷中的一种或多种的混合物；所述的分散剂为聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸钠、月桂酰二乙醇胺、氯化十四烷酰胺丙基二甲基苄基胺中的一种或多种的混合物。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙忠祥，
申请(专利权)人：大连亚泰科技新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21