亚磷酸盐材料、阻燃添加剂组合物、阻燃剂组合物、无卤阻燃材料、制备方法及应用技术

本申请涉及一种亚磷酸盐材料、阻燃添加剂组合物、阻燃剂组合物、无卤阻燃材料、制备方法及应用。该亚磷酸盐材料具有以下化学式：Al

【技术实现步骤摘要】
亚磷酸盐材料、阻燃添加剂组合物、阻燃剂组合物、无卤阻燃材料、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及阻燃
，特别是涉及亚磷酸盐材料、阻燃添加剂组合物、阻燃剂组合物、无卤阻燃材料、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]无卤阻燃剂在应用中所需的添加量较大，不仅提高材料成本，而且过大的添加量还影响材料的物理性能，阻燃协效剂的加入有助于降低阻燃剂的添加量，以优化材料物理性能同时改善阻燃效果。传统阻燃协效剂能够减少阻燃剂的用量，但热稳定性仍不能满足阻燃材料加工高温的需求。

技术实现思路

[0003]基于此，本专利技术的目的包括提供一种亚磷酸盐材料、阻燃添加剂组合物、阻燃剂组合物、无卤阻燃材料，制备方法及应用，采用含有铝和锌的亚磷酸盐材料，可以更好地改善阻燃材料的阻燃性能。
[0004]本申请的第一方面，提供一种亚磷酸盐材料，所述亚磷酸盐材料具有以下化学式：
[0005]Al
x
Zn
y
(OH)
z
(HPO3)3·
wH2O
[0006]其中，1.5≤x≤2.5；0＜y≤1；0＜z≤1.5；
[0007]w为0～4的整数。
[0008]在一些实施方式中，所述的亚磷酸盐材料，满足如下特征中的一个或多个：
[0009]x、y和z的取值满足：5.5≤3x+2y
‑
z≤6.5；
[0010]x和y的取值满足：1.5≤x+y≤2.2；
[0011]x和y的取值满足：0.01≤y/x≤0.1。
[0012]本申请的第二方面，提供一种第一方面所述的亚磷酸盐材料的制备方法，包括以下步骤：
[0013]于80℃～90℃及持续分散条件下，向含有亚磷酸根源的水溶液A中添加铝离子源和锌离子源制得前驱体溶液，于持续分散条件下将所述前驱体溶液于80℃～90℃反应，固液分离，洗涤，干燥制得所述亚磷酸盐材料。
[0014]在一些实施方式中，所述的制备方法，满足如下特征中的一个或多个：
[0015]铝离子源的添加速率为10～50g/min；
[0016]所述前驱体混合液的pH值为2～7；
[0017]所述反应时间为2h～4h；
[0018]干燥处理的温度为150℃～220℃；
[0019]干燥处理的时间为15h～18h。
[0020]在一些实施方式中，所述的制备方法，满足如下特征中的一个或两个：
[0021]所述铝离子源选自氢氧化铝、铝氯化物、铝氧化物、铝水合氧化物、铝过氧化物、铝
过氧化水合物、铝硫酸盐、水合硫酸铝、铝碳酸盐和铝硼酸盐中的一种或多种；
[0022]所述锌离子源选自氧化锌、锌氯化物、锌氢氧化物、锌水合氧化物、锌过氧化物、锌过氧化水合物、锌硫酸盐、水合硫酸锌、锌碳酸盐和锌硼酸盐中的一种或多种。
[0023]本申请的第三方面，提供一种阻燃添加剂组合物，包括烷基次膦酸盐和第一方面所述的亚磷酸盐材料。
[0024]在一些实施方式中，所述的阻燃添加剂组合物，满足如下特征中的一个或两个：
[0025]所述烷基次膦酸盐为二乙基次磷酸铝、二乙基次磷酸锌中的一种或两种；
[0026]所述亚磷酸盐材料和所述烷基次膦酸盐的质量比为(0.05～0.5):1。
[0027]本申请的第四方面，提供一种阻燃剂组合物，按照质量百分比，包括如下组分：
[0028]40％～60％的聚合物，
[0029]20％～40％的玻璃纤维，
[0030]0.5％～10％的亚磷酸盐材料，和
[0031]5％～30％的烷基次膦酸盐；
[0032]其中，所述亚磷酸盐材料为第一方面所述的亚磷酸盐材料或第二方面所述的亚磷酸盐材料的制备方法制得的亚磷酸盐材料。
[0033]本申请的第五方面，提供一种第一方面所述亚磷酸盐材料或第二方面所述的亚磷酸盐材料的制备方法制得的亚磷酸盐材料在制备阻燃材料中的应用。
[0034]本申请的第六方面，提供一种无卤阻燃材料，包含第一方面所述亚磷酸盐材料，第二方面所述的亚磷酸盐材料的制备方法制得的亚磷酸盐材料，第三方面所述的阻燃添加剂组合物，以及第四方面所述的阻燃剂组合物中的至少一种。
[0035]本申请中提供的含有铝锌的亚磷酸盐材料具有较好的热稳定性，利于与聚合物材料复合而并可加工温度下不发生阻燃特性的失效；此外，该亚磷酸盐材料在高温下发泡膨胀速度快，可以快速、均匀地生成磷酸从而在材料表面形成难燃性液态膜，磷酸受热进一步生成偏聚磷酸、有利于材料表面脱水炭化结焦过程，进而更好地发挥阻燃效果。
[0036]本申请中提供的亚磷酸盐材料的制备方法简单、高效，可以在较低温度下，常压下制备得到晶型结构稳定的亚磷酸盐，可以实现较好的耐高温性能。
[0037]本申请中提供的阻燃添加剂组合物中包含有亚磷酸盐材料与烷基次膦酸盐，这两种组分可以较好地协同作用，两者复配使用时热稳定性较好，在高温下的热失重速度较慢且残炭量较高，有利于提高阻燃效率。
[0038]本申请中提供的利用该阻燃添加剂组合物可制备阻燃剂组合物，所得阻燃剂组合物可以经受聚合物材料的加工、成型过程所需较高的处理温度而不损伤其阻燃特性，阻燃性能较好(例如可以达到V
‑
0等级)。
[0039]本申请中提供的无卤阻燃材料中包含亚磷酸盐材料、亚磷酸盐材料与烷基次膦酸盐配伍的阻燃添加剂组合物或阻燃剂组合物的热稳定性较好，相对于传统无卤阻燃材料可以降低阻燃添加剂的用量。该无卤阻燃材料的阻燃性能，成本较低。
附图说明
[0040]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0041]图1，本申请实施例1与对比例1中亚磷酸盐材料的X射线衍射(XRD)图，其中B#为实施例1，A#为对比例1；
[0042]图2，本申请实施例1中亚磷酸盐材料的扫描电镜(SEM)图；
[0043]图3，本申请实施例1中亚磷酸盐材料的粒径分布图；
[0044]图4，本申请对比例1中亚磷酸盐材料的扫描电镜(SEM)图；
[0045]图5，本申请对比例1中亚磷酸盐材料的粒径分布图。
具体实施方式
[0046]为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0047]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种亚磷酸盐材料，其特征在于，所述亚磷酸盐材料具有以下化学式：Al
x
Zn
y
(OH)
z
(HPO3)3·
wH2O其中，1.5≤x≤2.5；0＜y≤1；0＜z≤1.5；w为0～4的整数。2.根据权利要求1所述的亚磷酸盐材料，其特征在于，满足如下特征中的一个或多个：x、y和z的取值满足：5.5≤3x+2y
‑
z≤6.5；x和y的取值满足：1.5≤x+y≤2.2；x和y的取值满足：0.01≤y/x≤0.1。3.一种权利要求1或2所述的亚磷酸盐材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：于80℃～90℃及持续分散条件下，向含有亚磷酸根源的水溶液A中添加铝离子源和锌离子源制得前驱体溶液，于持续分散条件下将所述前驱体溶液于80℃～90℃反应，固液分离，洗涤，干燥制得所述亚磷酸盐材料。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，满足如下特征中的一个或多个：铝离子源的添加速率为10～50g/min；所述前驱体混合液的pH值为2～7；所述反应时间为2h～4h；干燥处理的温度为150℃～220℃；干燥处理的时间为15h～18h。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，满足如下特征中的一个或两个：所述铝离子源选自氢氧化铝、铝氯化物、铝氧化物、铝水合氧化物、铝过氧化物、铝过氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛琴琴，刘曦楠，李宁，
申请(专利权)人：浙江传化华洋化工有限公司，
类型：发明
国别省市：