【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工程塑料阻燃改性，特别涉及一种无定型无载体无卤阻燃剂及制备方法。
技术介绍
1、磷-氮系阻燃剂本身为一种常用的阻燃剂，其阻燃机理一般包括三部分：即碳源(常为多羟基化合物，如季戊四醇)、酸源(如聚磷酸铵，即app)及发泡剂(如三聚氰胺)。它们是通过下述的相互作用而形成炭层的，即在较低温度(150℃左右，具体温度取决于酸源和其他组分的性质)下，所述酸源产生能酯化多元醇和可作为脱水剂的酸。然后在稍高于释放酸的温度下，酸与多元醇即碳源进行酯化法反应，而体系中的发泡剂则作为此酯化反应的催化剂，加速反应进行，并在酯化反应前或酯化反应过程中熔化。反应过程中产生的水蒸气和气源产生的不燃性气体使已处于溶融状态的体系膨胀发泡。与此同时，多元醇和酯脱水炭化，形成无机物及炭残余物，且体系进一步膨胀发泡。反应接近完成时，体系胶化和固化，最后形成多孔泡沫炭层，从而达到阻燃的效果。
2、但是阻燃剂组分的选用需要以满足材料的加工性能为前提，对于玻纤含量高于50％的高玻纤增强尼龙和高玻纤聚丙烯材料的加工中，由于通常会在挤出加工过中导致螺杆的剪切热。剪切热是指高分子材料如树脂挤出时，螺杆转动会在螺杆与树脂的交界面发生剪切摩擦并产生摩擦热即剪切热。高分子材料在挤出时会设定一个塑化温度值，但在由于该剪切热的存在，就会使产生剪切热的位置的温度超过阻燃剂的分解温度，尤其是摩擦点的位置，会造成摩擦点阻燃剂和树脂的分解，进而导致阻燃剂与树脂的失效。因此，该剪切热所导致的使现有的磷-氮系阻燃剂出现降解和发泡的问题，会影响阻燃材料的性能，甚至达不到阻燃的
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供一种无定型无载体无卤阻燃剂及制备方法，以解决上述问题。
2、一种无定型无载体无卤阻燃剂，其用于玻纤含量大于50％的玻纤增强尼龙及聚丙烯材料的造粒挤出。所述无定型无载体无卤阻燃剂包括磷-氮系粉体无卤阻燃剂，有机硅表面处理剂，磷酸酯，润滑剂，以及偶联剂，所述磷-氮系粉体无卤阻燃剂的质量百分比含量为70％～90％，所述有机硅表面处理剂的质量百分比含量为5％～20％，所述磷酸酯的质量百分比含量为5％～10％，所述润滑剂的质量百分比含量为0.2％～2％，所述偶联剂的质量百分比含量为0.5％～2％，当所述磷-氮系粉体无卤阻燃剂在温度为80℃～120℃被搅拌后，所述有机硅表面处理剂通过雾化的方式喷到所述磷-氮系粉体无卤阻燃剂的粉体表面以形成球状无卤阻燃剂颗粒。
3、进一步地，所述磷-氮系粉体无卤阻燃剂为次磷酸铝、二乙基次磷酸铝、亚磷酸铝、苯基次磷酸铝、二甲基次磷酸铝、苯基甲基次磷酸铝、三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐、聚磷酸铵、焦磷酸哌嗪中的一种或几种的混合物。
4、进一步地，所述磷-氮系粉体无卤阻燃剂为二乙基次磷酸铝与三聚氰胺焦磷酸盐的复配物，所述二乙基次磷酸铝与三聚氰胺焦磷酸盐的质量百分比为(50～80):(20～50)。
5、进一步地，所述磷-氮系粉体无卤阻燃剂为焦磷酸哌嗪与三聚氰胺焦磷酸盐的复配物，所述焦磷酸哌嗪由哌嗪与磷酸经高温脱水聚合制备。
6、进一步地，所述有机硅表面处理剂为氨基硅油、羟基硅油、含氢硅油、多氨基硅烷、乙烯基硅烷中的一种或两种的混合物。
7、进一步地，所述的磷酸酯为双酚a-双(二苯基磷酸酯)、磷酸-三(β-氯乙基)酯、磷酸-三(β-氯丙基)酯、磷酸-三(2,3-二氯丙基)酯、间苯二酚-双(二苯基磷酸酯)、磷酸三苯酯、间苯二酚双[二(2,6-二甲基苯基)磷酸酯]中的一种或几种的混合物。
8、进一步地，所述润滑剂为硬脂酸钙、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸甘油酯、石蜡、聚乙烯蜡中的一种或几种的混合物。
9、进一步地，所述偶联剂为硅烷偶联剂、稀土偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种的混合物。
10、进一步地，所述的无卤阻燃剂颗粒d50在25um～40um，d98在50um～150um。
11、一种无定型无载体无卤阻燃剂的制备方法,其包括如下步骤:
12、提供制备所述无定型无载体无卤阻燃剂的原料，所述无定型无载体无卤阻燃剂的原料包括磷-氮系粉体无卤阻燃剂、有机硅表面处理剂、磷酸酯、润滑剂、以及偶联剂，所述磷-氮系粉体无卤阻燃剂的质量百分比含量为70％～90％，所述有机硅表面处理剂的质量百分比含量为5％～20％，所述磷酸酯的质量百分比含量为5％～10％，所述润滑剂的质量百分比含量为0.2％～2％，所述偶联剂的质量百分比含量为0.5％～2％；
13、将磷-氮系粉体无卤阻燃剂按照相应的质量百分比加入到高速混合机中，温度设置为80℃～120℃，搅拌速度为600r/min～1000r/min；
14、将相应质量百分比的有机硅表面处理剂雾化后在温度为80℃～120℃时喷入高速混合机中，持续混合时间为20min～60min；
15、高速混合机中的物料冷却，出料，使用100目～200目筛分，筛出有机硅改性磷-氮系粉体无卤阻燃剂；
16、将筛出的有机硅改性磷-氮系粉体无卤阻燃剂、磷酸酯、润滑剂、偶联剂投料到高速混合机中，温度设置为80℃～120℃，搅拌速度为600r/min～1000r/min，持续混合时间为20min～60min，以制得无定型无载体无卤阻燃剂。
17、与现有技术相比，本专利技术提供的应用于玻纤含量大于50％的玻纤增强尼龙和玻纤聚丙烯材料的挤出造粒的无定型无载体无卤阻燃剂，由于添加了有机硅表面处理剂，特别是该有机硅表面处理剂是在温度为80℃～120℃时以雾化的形式喷入磷-氮系粉体无卤阻燃剂中，从而可以在所述磷-氮系粉体无卤阻燃剂的表面快速交联固化并形成包覆在该磷-氮系粉体无卤阻燃剂的疏水囊壁，该非极性的有机硅包覆层可以降低阻燃剂与树脂材料的界面效应，提高相容性，同时，由于有机硅表面处理剂具有一定黏度，使包覆后的阻燃剂粉末粘合成无定型的球状颗粒，同时在加热过程中熔融了磷酸酯，其可以填充到有机硅处理后阻燃剂球状颗粒的缝隙中，使球状颗粒更加规则，从而减小了阻燃剂粉末的比表面积和吸油率，进而提高了阻燃剂的平滑流动性，降低加工阻力和强剪切热的影响，使得该无卤阻燃剂适用于需要在高温下加工玻纤含量大于50％的玻纤增强尼龙及聚丙烯材料的要求。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种无定型无载体无卤阻燃剂，其用于玻纤含量大于50％的玻纤增强尼龙及聚丙烯材料的造粒挤出，其特征在于:所述无定型无载体无卤阻燃剂包括磷-氮系粉体无卤阻燃剂，有机硅表面处理剂，磷酸酯，润滑剂，以及偶联剂，所述磷-氮系粉体无卤阻燃剂的质量百分比含量为70％～90％，所述有机硅表面处理剂的质量百分比含量为5％～20％，所述磷酸酯的质量百分比含量为5％～10％，所述润滑剂的质量百分比含量为0.2％～2％，所述偶联剂的质量百分比含量为0.5％～2％，当所述磷-氮系粉体无卤阻燃剂在温度为80℃～120℃被搅拌后，所述有机硅表面处理剂通过雾化的方式喷到所述磷-氮系粉体无卤阻燃剂的粉体表面以形成球状无卤阻燃剂颗粒。
2.如权利要求1所述的无定型无载体无卤阻燃剂,其特征在于:所述磷-氮系粉体无卤阻燃剂为次磷酸铝、二乙基次磷酸铝、亚磷酸铝、苯基次磷酸铝、二甲基次磷酸铝、苯基甲基次磷酸铝、三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐、聚磷酸铵、焦磷酸哌嗪中的一种或几种的混合物。
3.如权利要求2所述的无定型无载体无卤阻燃剂,其特征在于:所述磷-氮系粉体无卤阻燃剂为二乙基次磷酸铝与三聚
4.如权利要求2所述的无定型无载体无卤阻燃剂,其特征在于:所述磷-氮系粉体无卤阻燃剂为焦磷酸哌嗪与三聚氰胺焦磷酸盐的复配物，所述焦磷酸哌嗪由哌嗪与磷酸经高温脱水聚合制备。
5.如权利要求1所述的无定型无载体无卤阻燃剂,其特征在于:所述有机硅表面处理剂为氨基硅油、羟基硅油、含氢硅油、多氨基硅烷、乙烯基硅烷中的一种或两种的混合物。
6.如权利要求1所述的无定型无载体无卤阻燃剂,其特征在于:所述的磷酸酯为双酚A-双(二苯基磷酸酯)、磷酸-三(β-氯乙基)酯、磷酸-三(β-氯丙基)酯、磷酸-三(2,3-二氯丙基)酯、间苯二酚-双(二苯基磷酸酯)、磷酸三苯酯、间苯二酚双[二(2,6-二甲基苯基)磷酸酯]中的一种或几种的混合物。
7.如权利要求1所述的无定型无载体无卤阻燃剂,其特征在于:所述润滑剂为硬脂酸钙、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸甘油酯、石蜡、聚乙烯蜡中的一种或几种的混合物。
8.如权利要求1所述的无定型无载体无卤阻燃剂,其特征在于:所述偶联剂为硅烷偶联剂、稀土偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或几种的混合物。
9.如权利要求1所述的无定型无载体无卤阻燃剂,其特征在于:所述的无卤阻燃剂颗粒D50在25um～40um，D98在50um～150um。
10.一种无定型无载体无卤阻燃剂的制备方法,其包括如下步骤:
...【技术特征摘要】
1.一种无定型无载体无卤阻燃剂，其用于玻纤含量大于50％的玻纤增强尼龙及聚丙烯材料的造粒挤出，其特征在于:所述无定型无载体无卤阻燃剂包括磷-氮系粉体无卤阻燃剂，有机硅表面处理剂，磷酸酯，润滑剂，以及偶联剂，所述磷-氮系粉体无卤阻燃剂的质量百分比含量为70％～90％，所述有机硅表面处理剂的质量百分比含量为5％～20％，所述磷酸酯的质量百分比含量为5％～10％，所述润滑剂的质量百分比含量为0.2％～2％，所述偶联剂的质量百分比含量为0.5％～2％，当所述磷-氮系粉体无卤阻燃剂在温度为80℃～120℃被搅拌后，所述有机硅表面处理剂通过雾化的方式喷到所述磷-氮系粉体无卤阻燃剂的粉体表面以形成球状无卤阻燃剂颗粒。
2.如权利要求1所述的无定型无载体无卤阻燃剂,其特征在于:所述磷-氮系粉体无卤阻燃剂为次磷酸铝、二乙基次磷酸铝、亚磷酸铝、苯基次磷酸铝、二甲基次磷酸铝、苯基甲基次磷酸铝、三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐、聚磷酸铵、焦磷酸哌嗪中的一种或几种的混合物。
3.如权利要求2所述的无定型无载体无卤阻燃剂,其特征在于:所述磷-氮系粉体无卤阻燃剂为二乙基次磷酸铝与三聚氰胺焦磷酸盐的复配物，所述二乙基次磷酸铝与三聚氰胺焦磷酸盐的质量百分比为(50～80):(20～50)。
4.如权利要求2所述的无定型无载体无卤阻燃剂,其...
【专利技术属性】
技术研发人员：李金玉，庄严，周静，杨虹光，
申请(专利权)人：浙江旭森阻燃剂股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。