一種氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的制備方法及產(chǎn)物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的制備方法，包括如下步驟：1)將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～30％硫酸鋁溶液；2)將錫酸鋅和分散劑加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散，得到混合液；3)調(diào)節(jié)混合液的PH值為5～9，攪拌反應(yīng)；然后冷卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。本發(fā)明還涉及一種上述制備方法所得的氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑，其阻燃效率高，抑煙性較佳，工藝簡單，生產(chǎn)設(shè)備投資少，且易于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，可解決現(xiàn)有技術(shù)的難點(diǎn)。
【專利說明】
一種氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的制備方法及產(chǎn)物
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及阻燃劑的制備領(lǐng)域，具體涉及一種氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的 制備方法及產(chǎn)物。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著材料科學(xué)的發(fā)展，高分子材料的應(yīng)用越來越廣泛，但因其本身具有易燃性，所 引發(fā)的火災(zāi)也越來越頻繁?，F(xiàn)在主要是通過添加阻燃劑進(jìn)行改性，提高其阻燃性能，但是鹵 系和三氧化二銻等阻燃劑在燃燒時(shí)會釋放有毒氣體，如PVC材料燃燒過程中釋放出大量有 毒黑煙，給人們的生命財(cái)產(chǎn)帶來巨大的威脅，所以各國都在通過研發(fā)新技術(shù)降低火災(zāi)時(shí)的 生煙量，減少或消除火災(zāi)。
[0003] 無機(jī)添加型阻燃劑氫氧化鋁和氫氧化鎂、三氧化二銻得到廣泛的應(yīng)用，如中國發(fā) 明專利(CN 102993598 A)公開一種阻燃聚氯乙烯電纜料配方的制備，其使用的無機(jī)阻燃劑 為氫氧化鎂、氫氧化鋁、三氧化二銻和膨脹型阻燃劑季戊四醇，此制品具有優(yōu)異的阻燃性能 和絕緣性能，但其消煙效率較低，雖然三氧化二銻阻燃效率較佳，但是生煙量較大。為了降 低生煙量，研究者采用抑煙劑代替生煙量大的阻燃劑添加到高分子材料中，例如公開號 CN104403224 A的中國專利文獻(xiàn)公開一種無銻阻燃聚氯乙烯電線電纜料及其制備方法，該 技術(shù)專利采用無機(jī)阻燃劑硼酸鋅、氫氧化鎂、氫氧化鋁復(fù)合阻燃聚氯乙烯，以減少因含銻而 存在的生煙量大問題，也可減少污染、提高環(huán)保、安全性能，但此無機(jī)復(fù)合阻燃劑的阻燃效 率較低，當(dāng)要滿足難燃材料要求時(shí)，其添加量大，導(dǎo)致大幅度降低材料力學(xué)性能。
[0004] 為了同時(shí)滿足高效阻燃和抑煙性能，研究者制備了阻燃、抑煙協(xié)效劑，其多為硅、 氮、磷、鹵等多元素協(xié)同阻燃劑化合物，如公開號CN 104744504 A的中國專利文獻(xiàn)公開一種 硅、氮、鹵多元素協(xié)同阻燃劑化合物的制備方法，采用異氰脲酸三縮水甘油酯與二甲基二鹵 硅烷、二鹵丙醇在有機(jī)溶劑中合成異氰脲酸三(二甲基二鹵丙氧基硅酰氧基鹵丙基)酯，此 類阻燃劑阻燃效率高、消煙效果好，適合用作聚氯乙烯、聚氨酯、環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂等阻 燃增塑劑，但由于操作復(fù)雜、采用的有機(jī)溶劑導(dǎo)致廢液有毒性、增塑效率較低，且材料使用 過程中增塑劑出現(xiàn)不同程度的析出，阻燃劑耐久性較差。
[0005] 目前，阻燃劑和抑煙劑開始被廣泛應(yīng)用，但由于抑煙劑添加量大，生產(chǎn)成本高，耐 久性較差，并易導(dǎo)致材料力學(xué)性能大幅降低，使其材料應(yīng)用領(lǐng)域受限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃 劑的制備方法及產(chǎn)物，其阻燃效率高，抑煙性較佳，工藝簡單，生產(chǎn)設(shè)備投資少，且易于產(chǎn)業(yè) 化生產(chǎn)，可解決現(xiàn)有技術(shù)的難點(diǎn)。
[0007] 本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為：
[0008] -種氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的制備方法，包括如下步驟：
[0009] 1)將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~30 %硫酸鋁溶液；
[0010] 2)將錫酸鋅和分散劑加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散，得到混合液；
[0011] 3)調(diào)節(jié)混合液的PH值為5~9,攪拌反應(yīng)；然后過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化 鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0012] 上述技術(shù)方案中提供了一種工藝簡單，生產(chǎn)設(shè)備投資少，且易于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的氫 氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的制備方法，如圖2所示，其中錫酸鋅作為微膠囊的核材，在步 驟2)中錫酸鋅與硫酸鋁在分散劑的作用，硫酸鋁包裹在錫酸鋅的表面，然后調(diào)節(jié)PH值為5~ 9,氫氧化鋁緩慢的在錫酸鋅的表面形成，最終形成氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊。氫氧化鋁作為 一種無鹵、抗酸的無機(jī)阻燃劑，兼具有填充、阻燃、消煙等多種功能，而且價(jià)格便宜、無毒、不 揮發(fā)、能抑制燃燒中熔滴的產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn)。錫酸鋅作為阻燃抑煙劑，具有無毒、阻燃、抑煙的優(yōu) 點(diǎn)，符合當(dāng)今綠色阻燃劑的要求，所以對它的研究發(fā)展非常迅速，可成為三氧化二銻的替代 品。由于錫酸鋅的分解溫度600°C，所以它可以用在聚氯乙烯、聚酯、環(huán)氧樹脂、尼龍等。氫氧 化鋁和錫酸鋅對聚合物材料具有非常顯著的協(xié)同阻燃作用，氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊不僅 可以在更寬的溫度范圍內(nèi)抑制聚合物的升溫和分解，而且能夠在更寬的溫度范圍內(nèi)相繼釋 放水蒸氣稀釋氧氣和可燃?xì)怏w的濃度，成炭能力大大增強(qiáng)，進(jìn)一步改善凝聚相阻燃的效果， 因此阻燃性能大幅度提高。
[0013] 所述的硫酸鋁可通過市售獲得，硫酸鋁優(yōu)選為十八水硫酸鋁、十六水硫酸鋁或二 十七水硫酸鋁。
[0014] 所述的錫酸鋅可通過市售獲得。
[0015] 所述的步驟3)中調(diào)節(jié)混合液的PH值為5~9,可優(yōu)選使用弱堿水溶液類(如碳酸鈉 或氫氧化鈉溶液)可通過市售獲得，其溶液濃度為5~50 %。
[0016] 作為優(yōu)選，所述的步驟3)中調(diào)節(jié)混合液的PH值為5.5~7.5。
[0017] 作為優(yōu)選，所述的硫酸鋁與錫酸鋅的質(zhì)量比為2/8~9/1。隨著包覆殼材氫氧化鋁 的百分含量增加，氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑顆粒粒徑增大，但殼材含量不宜過高，否 則錫酸鋅含量過低，影響阻燃效率。
[0018] 作為優(yōu)選，所述的分散劑為六偏磷酸鈉或十二烷基硫酸鈉。分散劑的添加與否對 包覆效果影響較大，分散劑使核材在溶液中分散均勻，包覆效果較佳，且粒徑分布均勻。
[0019] 進(jìn)一步優(yōu)選，所述的分散劑為十二烷基硫酸鈉/0P-10 AP-10為乳化劑與十二烷基 硫酸鈉復(fù)配，讓核材在乳液中分散更均勻，避免出現(xiàn)大量團(tuán)聚，使氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊 阻燃劑粒徑分布均勻，包覆效果更好。
[0020] 進(jìn)一步優(yōu)選，所述的分散劑中十二烷基硫酸鈉與0P-10的質(zhì)量比為2/1~9/1。十二 烷基硫酸鈉與0P-10質(zhì)量比最佳配比3:1，分散劑含量過高則出現(xiàn)部分凝聚現(xiàn)象，降低氫氧 化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的穩(wěn)定性。
[0021] 作為優(yōu)選，所述的分散劑的質(zhì)量是錫酸鋅質(zhì)量的0.1~10%。其含量最佳為錫酸鋅 的0.5%，含量過高則出現(xiàn)部分凝聚現(xiàn)象，降低氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的穩(wěn)定性。
[0022] 作為優(yōu)選，所述的步驟2)中攪拌分散的溫度為30~70°C。
[0023]作為優(yōu)選，所述的步驟3)中攪拌反應(yīng)的溫度為40~70°C，反應(yīng)時(shí)間為2~8h。反應(yīng) 溫度對氫氧化鋁包覆錫酸鋅的包覆效果影響不大，55°C較為適宜，過低則表面較為粗糙，過 高不僅增加能耗，增加成本，而且會出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象，影響包覆效果。最佳反應(yīng)時(shí)間為3h，時(shí)間 太短，包覆不均勻，微膠囊表面粗糙，且出現(xiàn)相分離現(xiàn)象;時(shí)間太長，則出現(xiàn)微膠囊顆粒團(tuán)聚 現(xiàn)象，影響包覆效果。
[0024] 作為一種優(yōu)選，所述的步驟1)中將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8~12%硫酸鋁溶液； 所述的硫酸鋁與錫酸鋅質(zhì)量比1~2;所述的步驟2)中分散劑的質(zhì)量是錫酸鋅質(zhì)量的0.4~ 0.6%;所述的步驟3)調(diào)節(jié)混合液的PH值為6~7,攪拌速度280~320r/min，溫度50~60°C， 反應(yīng)時(shí)間2.8~3.2h。
[0025] 本發(fā)明還提供上述任一制備方法所得的氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑，所述的 氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的核材是錫酸鋅、殼材是氫氧化鋁。當(dāng)氫氧化鋁/錫酸鋅微 膠囊的質(zhì)量比2/3時(shí)，其阻燃抑煙性能達(dá)到最佳，可以大幅度減少阻燃劑的用量。本發(fā)明的 氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑為白色無機(jī)粉末，與顏料的適配性好。其適合用作聚氯乙 烯、聚丙烯、聚乙烯、環(huán)氧樹脂、不飽和樹脂等的高效阻燃抑煙劑。
[0026] 同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
[0027] (1)本發(fā)明氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑含有鋁、錫、鋅等多種元素，其協(xié)同阻燃 效率高，氫氧化鋁具有阻燃和抑煙作用，錫酸鋅具有高效阻燃和抑煙作用，能有效防止熔滴 的產(chǎn)生。
[0028] (2)本發(fā)明氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑為核殼結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，燃燒時(shí) 更易生成致密的炭層，消煙效果優(yōu)異。
[0029] (3)本發(fā)明氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑制備中無需添加催化劑等，不引入雜質(zhì) 元素，生產(chǎn)設(shè)備簡單化，工藝設(shè)備簡單，適合產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
[0030] (4)本發(fā)明氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑，錫酸鋅價(jià)格較高，使用化學(xué)方法制備 成核殼結(jié)構(gòu)，有利于降低此類阻燃劑成本，且它是白色無機(jī)粉末，與顏料的適配性能好，應(yīng) 用領(lǐng)域廣泛。
【附圖說明】
[0031 ]圖1為制備氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的流程圖；
[0032] 圖2為氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的形成圖；
[0033] 圖3為阻燃劑的透射電鏡形貌(a錫酸鋅;b氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊）。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，有必要在此指出的是以下實(shí)施例只用 于對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域技術(shù)熟練的人 可根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容做出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0035] 實(shí)施例1
[0036]制備流程如圖1所示，機(jī)理如圖2所示，先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸鋁 溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅質(zhì)量比1/4)和六偏磷酸鈉分散劑(是錫酸鋅質(zhì)量的 0.5 % )加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散，得到混合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為6.5，攪拌速度 300r/min，溫度55 °C，反應(yīng)時(shí)間3h;最后冷卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅 微膠囊阻燃劑。
[0037] 所得樣品進(jìn)行TEM形貌表征，如圖3所示。
[0038] 實(shí)施例2
[0039] 先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸鋁溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅 質(zhì)量比1/2)和六偏磷酸鈉分散劑(是錫酸鋅質(zhì)量的0.5%)加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散， 得到混合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為6.5，攪拌速度300r/min，溫度55°C，反應(yīng)時(shí)間3h;最后 冷卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0040] 實(shí)施例3
[0041] 先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸鋁溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅 質(zhì)量比1/1)和六偏磷酸鈉分散劑(是錫酸鋅質(zhì)量的0.5%)加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散， 得到混合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為6.5，攪拌速度300r/min，溫度55°C，反應(yīng)時(shí)間3h;最后 冷卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0042] 實(shí)施例4
[0043] 先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸鋁溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅 質(zhì)量比3/2)和六偏磷酸鈉分散劑(是錫酸鋅質(zhì)量的0.5%)加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散， 得到混合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為6.5，攪拌速度300r/min，溫度55°C，反應(yīng)時(shí)間3h;最后 冷卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0044] 實(shí)施例5
[0045] 先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸鋁溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅 質(zhì)量比2/1)和六偏磷酸鈉分散劑(是錫酸鋅質(zhì)量的0.5%)加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散， 得到混合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為6.5，攪拌速度300r/min，溫度55°C，反應(yīng)時(shí)間3h;最后 冷卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0046] 實(shí)施例6
[0047] 先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸鋁溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅 質(zhì)量比3/1)和六偏磷酸鈉分散劑(是錫酸鋅質(zhì)量的0.5%)加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散， 得到混合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為6.5，攪拌速度300r/min，溫度55°C，反應(yīng)時(shí)間3h;最后 冷卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0048] 實(shí)施例7
[0049] 先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸鋁溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅 質(zhì)量比5/1)和六偏磷酸鈉分散劑(是錫酸鋅質(zhì)量的0.5%)加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散， 得到混合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為6.5，攪拌速度300r/min，溫度55°C，反應(yīng)時(shí)間3h;最后 冷卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0050] 實(shí)施例8
[0051] 先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸鋁溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅 質(zhì)量比1/4)和六偏磷酸鈉分散劑(是錫酸鋅質(zhì)量的0.5%)加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散， 得到混合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為5.5，攪拌速度300r/min，溫度55°C，反應(yīng)時(shí)間3h;最后 冷卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0052] 實(shí)施例9
[0053]先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸鋁溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅 質(zhì)量比1/4)和六偏磷酸鈉分散劑(是錫酸鋅質(zhì)量的0.5%)加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散， 得到混合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為7.5，攪拌速度300r/min，溫度55°C，反應(yīng)時(shí)間3h;最后 冷卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0054] 實(shí)施例10
[0055] 先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸鋁溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅 質(zhì)量比1/4)和六偏磷酸鈉分散劑(是錫酸鋅質(zhì)量的0.5%)加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散， 得到混合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為9.0，攪拌速度300r/min，溫度55°C，反應(yīng)時(shí)間3h;最后 冷卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0056] 實(shí)施例11
[0057]先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸鋁溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅 質(zhì)量比1/4)和六偏磷酸鈉分散劑(是錫酸鋅質(zhì)量的0.35%)加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散， 得到混合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為6.5，攪拌速度300r/min，溫度55°C，反應(yīng)時(shí)間3h;最后 冷卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0058] 實(shí)施例12
[0059] 先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸鋁溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅 質(zhì)量比1/4)和十二烷基硫酸鈉分散劑(是錫酸鋅質(zhì)量的0.5%)加入到硫酸鋁溶液中攪拌分 散，得到混合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為6.5，攪拌速度300r/min，溫度55°C，反應(yīng)時(shí)間3h;最 后冷卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0060] 實(shí)施例13
[0061] 先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸鋁溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅 質(zhì)量比1/4)和0P-10分散劑(是錫酸鋅質(zhì)量的0.5%)加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散，得到混 合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為6.5，攪拌速度300r/min，溫度55°C，反應(yīng)時(shí)間3h;最后冷卻、過 濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0062] 實(shí)施例14
[0063] 先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸鋁溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅 質(zhì)量比1/4)和3/1十二烷基硫酸鈉/0P-10復(fù)合分散劑(總量是錫酸鋅質(zhì)量的0.35%)加入到 硫酸鋁溶液中攪拌分散，得到混合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為6.5，攪拌速度300r/min，溫度 55°C，反應(yīng)時(shí)間3h;最后冷卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0064] 實(shí)施例15
[0065] 先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸鋁溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅 質(zhì)量比1/4)和3/1十二烷基硫酸鈉/0P-10復(fù)合分散劑(總量是錫酸鋅質(zhì)量的0.5%)加入到 硫酸鋁溶液中攪拌分散，得到混合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為6.5，攪拌速度300r/min，溫度 55°C，反應(yīng)時(shí)間3h;最后冷卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0066] 實(shí)施例16
[0067] 先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸鋁溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅 質(zhì)量比1/4)和六偏磷酸鈉分散劑(是錫酸鋅質(zhì)量的0.5%)加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散， 得到混合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為6.5，攪拌速度300r/min，溫度25°C，反應(yīng)時(shí)間3h;最后 冷卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0068] 實(shí)施例17
[0069] 先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸鋁溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅 質(zhì)量比1/4)和六偏磷酸鈉分散劑(是錫酸鋅質(zhì)量的0.5%)加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散， 得到混合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為6.5，攪拌速度300r/min，溫度85°C，反應(yīng)時(shí)間3h;最后 冷卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0070] 實(shí)施例18
[0071] 先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸鋁溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅 質(zhì)量比1/4)和六偏磷酸鈉分散劑(是錫酸鋅質(zhì)量的0.5%)加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散， 得到混合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為6.5，攪拌速度300r/min，溫度55°C，反應(yīng)時(shí)間Ih;最后 冷卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0072] 實(shí)施例19
[0073] 先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%硫酸鋁溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅 質(zhì)量比1/4)和六偏磷酸鈉分散劑(是錫酸鋅質(zhì)量的0.5%)加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散， 得到混合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為6.5，攪拌速度300r/min，溫度55°C，反應(yīng)時(shí)間5h;最后 冷卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0074] 實(shí)施例20
[0075] 先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%硫酸鋁溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅質(zhì) 量比1/4)和六偏磷酸鈉分散劑(是錫酸鋅質(zhì)量的0.5%)加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散，得 到混合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為6.5，攪拌速度300r/min，溫度55°C，反應(yīng)時(shí)間3h;最后冷 卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0076] 實(shí)施例21
[0077] 先將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%硫酸鋁溶液;然后將錫酸鋅(硫酸鋁與錫酸鋅 質(zhì)量比1/4)和六偏磷酸鈉分散劑(是錫酸鋅質(zhì)量的0.5%)加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散， 得到混合液;再調(diào)節(jié)混合液的PH值為6.5，攪拌速度300r/min，溫度55°C，反應(yīng)時(shí)間3h;最后 冷卻、過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑。
[0078]粒徑和分散性能
[0079] 本發(fā)明氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的制備工藝條件不同，其粒徑及粒徑分布 和分散性能出現(xiàn)不同程度的差別，具體如表1所示，表1中的"均勻、較均勻、粗糙、不均勻、較 差、較好、團(tuán)聚和一般"這些概念只是實(shí)施例之間比較得到的相對概念。
[0080] 表1不同實(shí)施例產(chǎn)品的粒徑、粒徑分布和分散性能
[0083] 阻燃性能和抑煙性能
[0084] 本發(fā)明氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的核殼配比不同，其阻燃和抑煙性能出現(xiàn) 不同程度差別。
[0085] 因此，本方案發(fā)明人采用上述制備的氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑(實(shí)施例2)、 氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑(實(shí)施例4)、氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑（實(shí)施例6)為 例，將其應(yīng)用于聚氯乙烯(PVC)膜材中。
[0086] 參照:GB/T 2406.2-2009《塑料用氧指數(shù)法測定燃燒行為第2部分:溫室試驗(yàn)》中非 支撐材料(薄膜)提供的方法進(jìn)行;GB/T 8627-2007《建筑材料燃燒或分解的煙密度試驗(yàn)方 法》提供的方法進(jìn)行;FZ/T 64014-2009《膜結(jié)構(gòu)用涂層織物第5.13部分:燃燒性能的測定》 中標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 8626)和(GB/T 20284)提供的方法進(jìn)行；美國阻燃材料級別測試標(biāo)準(zhǔn)ANSI/ UL94-1985提供的方法進(jìn)
[0087] 分別取上述阻燃劑、增塑劑鄰苯二甲酸二異壬酯(DINP)、鋇鋅穩(wěn)定劑和聚氯乙烯 糊樹脂以不同比例混合均勻后，用平板硫化機(jī)壓延，制成厚度0.5mm的試樣，測試其阻燃性 能和抑煙性能，部分試驗(yàn)結(jié)果分別如表2、表3、表4所示。
[0088]表2為氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑(實(shí)施例2)的阻燃性能和抑煙性能數(shù)據(jù)
[0092]表4為氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑(實(shí)施例6)的阻燃性能和抑煙性能數(shù)據(jù)
[0095]根據(jù)表2、表3和表4可以看出，本發(fā)明的氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑對聚氯乙 烯膜材具有優(yōu)異的阻燃性能和較佳的抑煙性能及防熔滴性能。同時(shí)，試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)此阻燃 劑對聚氯乙烯膜材力學(xué)性能損害程度比多種無機(jī)復(fù)配阻燃劑小，能適合用作綠色環(huán)保阻燃 劑。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 1) 將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5~30 %硫酸鋁溶液； 2) 將錫酸鋅和分散劑加入到硫酸鋁溶液中攪拌分散，得到混合液； 3) 調(diào)節(jié)混合液的PH值為5~9,攪拌反應(yīng);然后過濾、洗滌、干燥處理，得到氫氧化鋁/錫 酸鋅微膠囊阻燃劑。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的制備方法，其特征在于，所 述的硫酸鋁與錫酸鋅的質(zhì)量比為2/8~9/1。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的制備方法，其特征在于，所 述的分散劑為六偏磷酸鈉或十二烷基硫酸鈉。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的制備方法，其特征在于，所 述的分散劑為十二烷基硫酸鈉/0P-10。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的制備方法，其特征在于，所 述的分散劑中十二烷基硫酸鈉與0P-10的質(zhì)量比為2/1~9/1。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的制備方法，其特征在于，所 述的分散劑的質(zhì)量是錫酸鋅質(zhì)量的0.1~10%。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的制備方法，其特征在于，所 述的步驟2)中攪拌分散的溫度為30~70°C。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的制備方法，其特征在于，所 述的步驟3)中攪拌反應(yīng)的溫度為40~70 °C，反應(yīng)時(shí)間為2~8h。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的制備方法，其特征在于，所 述的步驟1)中將硫酸鋁配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8~12%硫酸鋁溶液;所述的硫酸鋁與錫酸鋅質(zhì) 量比1~2;所述的步驟2)中分散劑的質(zhì)量是錫酸鋅質(zhì)量的0.4~0.6%;所述的步驟3)調(diào)節(jié) 混合液的PH值為6~7，攪拌速度280~320r/min，溫度50~60°C，反應(yīng)時(shí)間2.8~3.2h。10. -種如權(quán)利要求1~9任一所述的制備方法所得的氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑， 其特征在于，所述的氫氧化鋁/錫酸鋅微膠囊阻燃劑的核材是錫酸鋅、殼材是氫氧化鋁。
【文檔編號】C08K3/24GK105860140SQ201610260982
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】韓建, 張斌, 蘇娟娟
【申請人】浙江理工大學(xué)