一种双层包覆的磷钼酸铵阻燃抑烟剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种双层包覆的磷钼酸铵阻燃抑烟剂及其制备方法，按重量份包括100份磷钼酸铵，0.5

【技术实现步骤摘要】
一种双层包覆的磷钼酸铵阻燃抑烟剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种高分子材料用阻燃抑烟剂，具体涉及一种双层包覆的磷钼酸铵阻燃抑烟剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来迅速发展的锡系、钼系阻燃剂，因阻燃抑烟效果较好，逐渐受到研究者的青睐。不同系别阻燃抑烟机理的不同，在此基础上对阻燃抑烟剂进行复配发挥其协同作用，研制出高效的阻燃抑烟剂是目前仍需研究的重要课题。研究表明钼化物具有高效的抑烟效果，但由于其价格昂贵、阻燃性能不理想，常与其他阻燃抑烟剂复合使用。专利号CN104086849A公开一种用于煤矿的低烟无卤阻燃电缆料及其制备方法，采用的阻燃剂为氢氧化镁、氢氧化铝以及红磷协同阻燃，以八钼酸铵为抑烟剂，大幅度提高了体系的阻燃效果，降低了体系的烟雾生成量。而磷钼酸铵含有磷、氮等阻燃元素和抑烟作用的钼元素，理论上已经具有阻燃抑烟的双重效果。如魏昭荣等人在《磷钼酸铵的制备及性能》中制备含有结晶水的磷钼酸铵，应用于PVC中有良好的抑烟性能，但力学性能较差。因此，虽然磷钼酸铵具有阻燃抑烟功能，但存在与高聚物基体的相容差、在基体中的分散困难、添加量大恶化高聚物材料的力学性能及加工性能等问题。
[0003]目前，本领域通过对磷钼酸铵进行改性处理以解决该问题。如汪关才等人在《微胶囊包覆憐钼酸铵的制备表征及在UPR中的阻燃抑烟性能研究》中采用原位聚合法利用蜜胺甲醛树脂微胶囊对磷钼酸铵进行包覆应用于UPR中，表现出优异的阻燃抑烟性能，但对于改性前后粉体与有机材料的相容性是否改善未作论证；鲁世科等人在《磷钼酸铵金属盐协同膨胀型阻燃剂阻燃聚甲醛》中提出磷钼酸铵经过金属盐改性后可作为协效剂，与膨胀型阻燃剂复配后可以改善聚甲醛的阻燃性能和力学性能，但由于是和膨胀型连用体现的效果，其应用收到了极大的限制。
[0004]针对现有技术的不足，本专利技术采用表面改性技术提出一种双层包覆的磷钼酸铵阻燃抑烟剂，具有优异的阻燃抑烟效果、对基材的力学性能和加工性能影响小，使用价值和应用前景广阔。

技术实现思路

[0005]本专利技术双层包覆的磷钼酸铵将具有良好阻燃作用的磷、氮元素和高效抑烟作用的钼、钛元素集于一身，是一种高效的阻燃抑烟剂。其表面的双层包覆具体如下作用：第一层的二氧化钛与氧化钼之间产生“协同增强”效应，有效增强了单一磷钼酸铵的抑烟能力；第二层含氨基的硅烷偶联剂一方面解决了磷钼酸铵粉体与有机材料的相容性问题，另一方面增强磷钼酸铵的阻燃性。
[0006]本专利技术的目的在于提供一种双层包覆的磷钼酸铵阻燃抑烟剂，磷钼酸铵上包覆的第一层是二氧化钛层，第二层是含氨有机层。
[0007]本专利技术的目的还在于提供一种双层包覆的磷钼酸铵阻燃抑烟剂的制备方法，具体
包括以下步骤：(1)将钛酸酯均匀分散在无水乙醇中，搅拌得到钛酸酯的乙醇分散液；将磷钼酸铵粉体均匀分散在无水乙醇中，搅拌均匀后加入上述钛酸酯的乙醇分散液中，同时滴加一定量的酸溶液或碱溶液，然后将上述混合液转移至烧瓶中，在50
‑
70℃下搅拌20
‑
40min后洗涤至中性，进行过滤，收集滤饼放于烘箱中，在80
‑
100℃干燥2
‑
4h，得二氧化钛包覆的磷钼酸铵；(2)将氨基硅烷偶联剂分散到无水乙醇中，搅拌均匀后加入烧瓶中；将上述(1)中二氧化钛包覆的磷钼酸铵也加入烧瓶中，在50
‑
70℃下搅拌10
‑
30min，之后进行抽滤并在80
‑
100℃进行干燥2
‑
4h，即得到双层包覆的磷钼酸铵阻燃抑烟剂。
[0008]所述制备方法中各组分的重量份数如下：100份磷钼酸铵，0.5
‑
10份钛酸酯，0.2
‑
1份氨基硅烷偶联剂。
[0009]所述磷钼酸铵、钛酸酯、氨基硅烷偶联剂与无水乙醇的质量比分别为1：3
‑
5、1：8
‑
10、1：8
‑
10。
[0010]所述钛酸酯为钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯中的一种。研究表明，同类型阻燃抑烟剂之间具有“协同增强”作用，钛酸酯的烷氧基水解后与粉体表面的羟基缩合形成～O
‑
Ti
‑
O～，二氧化钛与氧化钼同属于元素周期表中VIIB
‑
IIB族的化合物，该类化合物阻燃抑烟机理为“络合键桥机理模型”，通过抑制材料热分解脱HCl反应，提高HCl释放的起始温度，促进分子间形成交联键，减少气相裂解的芳烃化合物含量，提高凝胶含量使得主体结构想更稳定的方向转化，以此达到提高材料的阻燃抑烟性能的目的。
[0011]所述氨基硅烷偶联剂为γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、N
‑
β(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、N
‑
β(氨乙基)
‑
γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、氨乙基氨乙基氨丙基三甲氧基硅烷、苯氨基甲基三甲氧基硅烷中的一种或几种。氨基硅烷偶联剂作为包覆层，一方面为阻燃抑烟剂带来大量的氮元素，在燃烧过程中释放出不燃气体N2和NH3可以稀释易燃挥发物和O2的浓度；另一方面也改善了磷钼酸铵与高分子基体的相容性。
[0012]所述的酸溶液为盐酸、硫酸、硝酸中的一种；所述的碱溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种。酸溶液和碱溶液通过调节溶液的PH值控制二氧化钛包覆层的厚度，溶液酸性或碱性越强钛酸酯的水解速率越快，包覆层的形成速率越快，包覆层也越厚。
[0013]所述酸溶液或碱溶液与钛酸酯的乙醇分散液的质量比为0.01
‑
0.1：1。
[0014]本专利技术的优点和有益效果：本专利技术以磷钼酸铵作为阻燃抑烟剂的核层，二氧化钛包覆层和氨基有机层在其表面进行双层包覆，提高了磷钼酸铵的阻燃抑烟效率，并改善与高聚物基体的相容性，制备的双层包覆的磷钼酸铵阻燃抑烟剂，可应用在各类橡胶和塑料中。
具体实施方式
[0015]下面对本专利技术的技术方案做进一步说明。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0016]实施例1制备双层包覆的磷钼酸铵阻燃抑烟剂：(1)将2g钛酸四乙酯均匀分散在16g无水乙醇中，搅拌得到钛酸四乙酯的乙醇分散
液；将100g磷钼酸铵粉体均匀分散在400g无水乙醇中，搅拌均匀后加入上述钛酸四乙酯的乙醇分散液中，同时滴加0.2g氨水，然后将上述混合液转移至烧瓶中，在50℃下搅拌30min后洗涤至中性，进行过滤，收集滤饼放于烘箱中，在100℃干燥2h，得二氧化钛包覆的磷钼酸铵粉体；(2)将1gγ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷分散到8g无水乙醇中，搅拌均匀后加入烧瓶中；将上述得到的二氧化钛包覆的磷钼酸铵粉体全部加入烧瓶中，在50℃下搅拌20min，之后进行抽滤并在100℃进行干燥2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双层包覆的磷钼酸铵阻燃抑烟剂，其特征在于，磷钼酸铵上包覆的第一层是二氧化钛层，第二层是含氨有机层。2.根据权利要求1所述的双层包覆的磷钼酸铵阻燃抑烟剂，其特征在于，制备方法包括以下步骤：(1)将钛酸酯均匀分散在无水乙醇中，搅拌得到钛酸酯的乙醇分散液；将磷钼酸铵粉体均匀分散在无水乙醇中，搅拌均匀后加入上述钛酸酯的乙醇分散液中，同时滴加一定量的酸溶液或碱溶液，然后将上述混合液转移至烧瓶中，在50
‑
70℃下搅拌20
‑
40min后洗涤至中性，进行过滤，收集滤饼放于烘箱中，在80
‑
100℃干燥2
‑
4h，得二氧化钛包覆的磷钼酸铵；(2)将氨基硅烷偶联剂分散到无水乙醇中，搅拌均匀后加入烧瓶中；将上述(1)中二氧化钛包覆的磷钼酸铵也加入烧瓶中，在50
‑
70℃下搅拌10
‑
30min，之后进行抽滤并在80
‑
100℃进行干燥2
‑
4h，即得到双层包覆的磷钼酸铵阻燃抑烟剂。3.根据权利要求2所述的双层包覆的磷钼酸铵阻燃抑烟剂的制备方法，其特征在于，所述组分的重量份数如下：100份磷钼酸铵，0.5
‑
10份钛酸酯，0.2
‑
1份氨基硅烷偶联剂。4.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁珊，靳晓雨，黄田爱，
申请(专利权)人：广东金戈新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：