一種硅基阻燃劑的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及阻燃劑技術領域，尤其設及用于纖維織物的阻燃劑，具體設及一種娃 基阻燃劑。
【背景技術】
[0002] 隨著社會的發(fā)展和生活水平的提高，紡織品的使用范圍和消費量不斷增加。因紡 織品著火引起的火災也不斷增加，造成生命及財產(chǎn)損失。所W，提高紡織品的阻燃性能十分 必要。
[0003] 織物阻燃劑需要滿足W下要求：（1)能同時抑制有焰和無焰燃燒；（2)使用量較 少，阻燃效果好；（3)阻燃性能持久，具有耐洗性；(4)阻燃劑對人體沒有傷害，織物整理后 可直接與人體接觸；(5)受熱或燃燒的產(chǎn)物低毒，對環(huán)境友好；(6)織物的物理機械性能和 外觀基本不受影響；（7)使用簡單方便，價格低廉。但是，目前商業(yè)中的阻燃劑都達不到上 述的所有要求。
[0004] 纖維織物用的阻燃劑主要有面系（包括漠系和氯系）、憐系、氮系和娃系。含面素 阻燃劑阻燃效果顯著，但由于面系阻燃劑對環(huán)境的破壞，其應用受到限制。而僅含單一組分 的憐系、氮系和娃系阻燃劑阻燃性能并不理想，難W滿足應用的需求。
[0005] 含娃、憐、氮的阻燃劑，高效、低毒、環(huán)境友好。當含娃、憐、氮的阻燃劑使用時，高溫 下，氮受熱分解后放出不燃性氣體，起到稀釋可燃氣體和帶走大量熱的作用，從而降低聚合 物的表面溫度，抑制燃燒。憐由于其凝固相阻燃機理及部分氣相阻燃機理，在阻燃過程中不 僅能降低材料的熱釋放速率，提高阻燃效果，還會分解成焦憐酸或多憐酸，促進成炭。而娃 可增加運些炭層的穩(wěn)定性，并且有一定的抑煙作用。由此可見，含娃、憐、氮的無機阻燃劑具 有重要的應用價值。
[0006] 無面阻燃劑克服了許多傳統(tǒng)阻燃劑存在的缺點，但在實際應用中還存在著與聚合 物相容性差的問題，運會對復合材料的物理機械性能帶來不利影響，限制了復合材料的使 用范圍。
[0007] 尤其是，娃基阻燃劑作為無機阻燃劑具有較強的極性與親水性，同非極性聚合物 材料相容性差，界面難W形成良好的結(jié)合和粘接，導致基材的力學性能、加工性能受到損 害，也極大限制了基材的應用范圍。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術問題是：針對現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種娃基阻燃劑， 該阻燃劑不僅與聚合物具有良好的相容性，而且在具有更好的阻燃效果的同時兼具有冷 卻、抑煙、稀釋氣體、防烙滴等效果。
[0009] 為解決上述技術問題，本發(fā)明的技術方案是：
[0010] 一種娃基阻燃劑，所述娃基阻燃劑包含復配比例為450~550 :1~5:1~3:1~ 2:0. 2~1的娃酸鋼、氨氧化侶、偏棚酸鋼、聚憐酸錠和鋼酸錠。
[0011] 作為一種優(yōu)選的技術方案，所述娃酸鋼為模數(shù)I. 4~I. 8的娃酸鋼。
[0012] 作為一種優(yōu)選的技術方案，所述娃基阻燃劑包含復配比例為3:3:1:0. 6的娃酸 鋼、氨氧化侶、偏棚酸鋼、聚憐酸錠和鋼酸錠。
[0013] 作為一種改進的技術方案，所述娃酸鋼為經(jīng)過表面改性后的娃酸鋼，所述表面改 性用的表面改性劑為氨丙基S乙氧基硅烷、N-0 -氨乙基-丫-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、 N-P-(氨乙基）-丫氨丙基S甲氧基硅烷、雙（二辛氧基焦憐酸醋基）乙撐鐵酸醋馨合物中 的任一種。
[0014] 作為一種優(yōu)選的技術方案，所述表面改性用的表面改性劑為N-P -氨乙基-丫-氨 丙基甲基二甲氧基硅烷。
[0015] 作為一種優(yōu)選的技術方案，所述表面改性劑的添加量為所述娃酸鋼的0.5~ 5wt%O
[0016] 由于采用了上述技術方案，本發(fā)明的有益效果是：
[0017] 本發(fā)明的娃基阻燃劑，由娃酸鋼、氨氧化侶、偏棚酸鋼、聚憐酸錠和鋼酸錠按一定 比例復配而成，基質(zhì)燃燒時，二氧化娃在體系表面形成無定型娃保護層，具有阻燃、耐溫等 特點，有效地提高了高分子聚合物的熱穩(wěn)定性；阻燃劑中的憐能促進碳層的形成，娃酸鋼因 分解而生成Si化層，與偏棚酸鋼加熱形成的玻璃狀涂層一起覆蓋在纖維表面，形成致密的 保護層，W防止纖維裂解的可燃性氣體向外擴散，所W炭渣表面幾乎沒有氣泡，保護層也成 功地阻止了氧氣的進入，讓基質(zhì)不易燃燒，阻止碳層的氧化；氨氧化侶吸熱分解降低了纖 維基體的溫度，改善了其熱穩(wěn)定性，使炭渣保持了纖維燃燒前的結(jié)構(gòu)形態(tài)，從而達到阻燃效 果。從而使本發(fā)明的娃基阻燃劑具有高效阻燃、無毒、防烙滴、抑煙等效果。
[0018] 本發(fā)明的娃基阻燃劑中的娃酸鋼為經(jīng)過表面改性后的娃酸鋼，使用表面改性劑氨 丙基S乙氧基硅烷、N- 0 -氨乙基-丫-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N- 0 -(氨乙基）-丫氨丙 基=甲氧基硅烷或者雙（二辛氧基焦憐酸醋基）乙撐鐵酸醋馨合物進行表面改性之后，提 高了娃酸鋼阻燃劑的表面活性，使其表面產(chǎn)生新的物理、化學功能，有利于阻燃劑在基體 中的分散，提高材料的加工性能和力學性能。
【附圖說明】
[0019] 下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
[0020] 圖1是不同纖維織物遇明火后的燃燒效果對比圖；
[0021] 圖中，左側(cè)織物為添加了本發(fā)明的娃基阻燃劑的阻燃粘膠纖維織物；中間織物為 對比阻燃粘膠纖維織物；右側(cè)織物為常規(guī)粘膠纖維織物。
[0022] 圖2是普通纖維燃燒后的炭渣掃描電鏡圖；
[0023] 圖3是添加了本發(fā)明的娃基阻燃劑的阻燃纖維燃燒后的炭渣掃描電鏡圖。
【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖和實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，運些實施例僅用于說明本發(fā) 明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術 人員可W對本發(fā)明作各種改動或修改，運些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限 定的范圍。
[0025] 圖1，左側(cè)織物為添加了本發(fā)明的娃基阻燃劑的粘膠纖維織物，中間對比阻燃粘膠 纖維織物，是添加了無機憐系阻燃劑的粘膠纖維織物，右圖為未使用阻燃劑的常規(guī)粘膠纖 維織物。從圖1中可W看出，在整個燃燒過程中（從上排第一張圖片開始至右邊第=幅圖 片，再從下排開始至右邊第=幅圖片，是整個燃燒過程的六張代表性圖片），普通粘膠纖維 織物遇明火后立即被點燃，在較短時間內(nèi)快速燃燒完全；對比阻燃粘膠纖維織物遇明火后 微燃，但有烙滴現(xiàn)象；添加了本發(fā)明的娃基阻燃劑的阻燃粘膠纖維織物遇火難燃，且無煙、 無烙滴現(xiàn)象。
[00%] 由此可W看出，本發(fā)明的娃基阻燃劑與普通阻燃劑相比具有冷卻、抑煙、稀釋氣 體、防烙滴等效果，實現(xiàn)了該娃基阻燃劑在阻燃織物中的有效阻燃。
[0027] 從圖2和圖3中可W看出，未經(jīng)阻燃處理的纖維織物燃燒的炭渣較為疏松，炭渣之 間出現(xiàn)大面積的裂縫和泡孔，燃燒過程破壞了纖維原有的結(jié)構(gòu)形態(tài)。而在纖維織物添加本 發(fā)明的娃基阻燃劑后，阻燃劑中的憐能促進碳層的形成，娃酸鋼因分解而生成Si化層，與偏 棚酸鋼加熱形成的玻璃狀涂層一起覆蓋在纖維表面，形成致密的保護層，W防止纖維裂解 的可燃性氣體向外擴散，所W炭渣表面幾乎沒有氣泡，保護層也成功地阻止了氧氣的進入， 讓基質(zhì)不易燃燒，阻止碳層的氧化。氨氧化侶吸熱分解降低了纖維基體的溫度，改善了其熱 穩(wěn)定性，使炭渣保持了纖維燃燒前的結(jié)構(gòu)形態(tài)，從而達到阻燃效果。 陽0測實施例1
[0029] 使用模數(shù)1. 4的娃酸鋼，與氨氧化侶、偏棚酸鋼、聚憐酸錠和鋼酸錠按照48 : 2:1:1:0. 3的復配比例復配得到娃基阻燃劑。
[0030] 實施例2
[0031] 使用模數(shù)1.8的娃酸鋼，與氨氧化侶、偏棚酸鋼、聚憐酸錠和鋼酸錠按照500 : 3:3:1:0. 6的復配比例復配得到娃基阻燃劑。 陽0巧實施例3
[0033] 使用模數(shù)1. 8的娃酸鋼，先進行表面改性，與氨丙基=乙氧基硅烷混合均勻，氨丙 基=乙氧基硅烷的使用量為所述娃酸鋼的1. 5wt%，然后與氨氧化侶、偏棚酸鋼、聚憐酸錠 和鋼酸錠按照500 :3. 5:1. 5:1:1的復配比例復配得到娃基阻燃劑。
[0034] 實施例4
[00對使用模數(shù)1. 4的娃酸鋼，先進行表面改性，與表面改性劑N- 0 -氨乙基-丫 -氨丙 基甲基二甲氧基硅烷混合均勻，表面改性劑N-P-氨乙基-丫-氨丙基甲基二甲氧基硅烷 的使用量為所述娃酸鋼的Iwt%，然后與氨氧化侶、偏棚酸鋼、聚憐酸錠和鋼酸錠按照500 : 3:3:1:0. 6的復配比例復配得到娃基阻燃劑。
[0036] 實施例5
[0037] 使用模數(shù)1. 6的娃酸鋼，先進行表面改性，與表面改性劑N-P-(氨乙基）-丫氨 丙基S甲氧基硅烷混合均勻，表面改性劑氨N-P-(氨乙基）-丫氨丙基S甲氧基硅烷的 使用量為所述娃酸鋼的2wt%，然后與氨氧化侶、偏棚酸鋼、聚憐酸錠和鋼酸錠按照520 : 4:3:2:0. 8的復配比例復配得到娃基阻燃劑。 陽0測實施例6
[0039] 使用模數(shù)1. 4的娃酸鋼，先進行表面改性，與表面改性劑雙（二辛氧基焦憐酸醋 基）乙撐鐵酸醋馨合物混合均勻，表面改性劑雙（二辛氧基焦憐酸醋基）乙撐鐵酸醋馨 合物的使用量為所述娃酸鋼的3wt%，然后與氨氧化侶、偏棚酸鋼、聚憐酸錠和鋼酸錠按照 460 :2:1:1:0. 5的復配比例復配得到娃基阻燃劑。 W40] 實施例1-6的娃基阻燃劑的物理機械性能，W及將實施例1-6的娃基阻燃劑分別 添加到粘膠纖維織物中，做燃燒實驗的阻燃性能指標情況見表1。
[0041]表1
【主權項】
1. 一種硅基阻燃劑，其特征在于：所述硅基阻燃劑包含復配比例為450~550 :1~ 5:1~3:1~2:0. 2~1的娃酸鈉、氫氧化錯、偏硼酸鈉、聚磷酸銨和鉬酸銨。2. 如權利要求1所述的硅基阻燃劑，其特征在于：所述硅酸鈉為模數(shù)為1. 4~1. 8的 硅酸鈉。3. 如權利要求1所述的硅基阻燃劑，其特征在于：所述硅基阻燃劑包含復配比例為 500 :3:3:1:0. 6的硅酸鈉、氫氧化鋁、偏硼酸鈉、聚磷酸銨和鉬酸銨。4. 如權利要求1、2或3所述的硅基阻燃劑，其特征在于：所述硅酸鈉為經(jīng)過表面改性 后的硅酸鈉，所述表面改性用的表面改性劑為氨丙基三乙氧基硅烷、N-P-氨乙基-y-氨 丙基甲基二甲氧基硅烷、N-|3-(氨乙基）-y氨丙基三甲氧基硅烷、雙（二辛氧基焦磷酸酯 基）乙撐鈦酸酯螯合物中的任一種。5. 如權利要求4所述的硅基阻燃劑，其特征在于：所述表面改性用的表面改性劑為 N-P-氨乙基-y-氨丙基甲基二甲氧基硅烷。6. 如權利要求4所述的硅基阻燃劑，其特征在于：所述表面改性劑的添加量為所述硅 酸鈉的〇. 5~5wt%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種硅基阻燃劑，所述硅基阻燃劑包含復配比例為450～550：1～5:1～3:1～2:0.2～1的硅酸鈉、氫氧化鋁、偏硼酸鈉、聚磷酸銨和鉬酸銨，所述硅酸鈉為模數(shù)1.4～1.8的硅酸鈉。本發(fā)明的硅基阻燃劑經(jīng)過復配后，具有高效阻燃、無毒、防熔滴、抑煙等效果，且提高了硅酸鈉阻燃劑的表面活性,有利于阻燃劑在基體中的分散，提高了材料的加工性能和力學性能。
【IPC分類】D01F2/06, C08K3/32, C08K3/38, D01F2/08, C08K9/06, C08K3/24, C08K3/34, C08K13/06, C08K3/22
【公開號】CN105218863
【申請?zhí)枴緾N201510688570
【發(fā)明人】王敬偉, 趙貝貝
【申請人】昌邑市龍港無機硅有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年10月21日