專(zhuān)利名稱(chēng)：一種新型鋁系阻燃晶須及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型鋁系阻燃晶須(AACHH)及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
目前，應(yīng)用較廣的含鹵高分子阻燃材料發(fā)生火災(zāi)時(shí)釋放大量有毒、有害腐蝕性氣體，對(duì)人們帶來(lái)極大損害。無(wú)機(jī)阻燃晶須因具有無(wú)毒、消煙、燃燒產(chǎn)物毒性小、不遷移、不滲出、不污染環(huán)境、成本低廉等特點(diǎn)，已成為阻燃技術(shù)發(fā)展的主導(dǎo)方向。公知的無(wú)機(jī)阻燃晶須主要有兩類(lèi)其一是以氫氧化鋁晶須為代表的鋁系無(wú)機(jī)阻燃晶須；其二是以氫氧化鎂晶須為代表的鎂系無(wú)機(jī)阻燃晶須.然而，①這兩種無(wú)機(jī)阻燃晶須在使用時(shí)與高聚物的相容性較差；②釋放的阻然氣體種類(lèi)只有水，且其量小，從而使達(dá)到規(guī)定的阻燃要求時(shí)添加量過(guò)大，這對(duì)材料的機(jī)械性能和加工性能有影響；③這兩種無(wú)機(jī)阻燃晶須所采用的生產(chǎn)方法主要是沉淀法，這種方法所制得晶須的長(zhǎng)/徑比小(10～20)，因此，與高聚物復(fù)合時(shí)，其復(fù)合材料機(jī)械強(qiáng)度差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決無(wú)機(jī)阻燃晶須與高聚物的相容性較差、釋放阻然氣體種類(lèi)少且量小、晶須長(zhǎng)/徑比小的不足，提供一種新型鋁系阻燃晶須(AACHH)及其生產(chǎn)方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是該新型鋁系阻燃晶須(從CHH)的化學(xué)分子式為NH4Al(OH)2(CO3)·H2O。
新型鋁系阻燃晶須的制備方法，按以下步驟進(jìn)行以Al2SO4·18H2O與尿素為原料，加山梨醇和水，充分混合均勻，用酸調(diào)pH到6-8，放入高壓釜中，升溫至95℃～150℃內(nèi)，反應(yīng)6～8小時(shí)，得到結(jié)晶物，結(jié)晶物為新型鋁系阻燃晶須(AACHH)。本發(fā)明為解決無(wú)機(jī)阻燃晶須晶須長(zhǎng)/徑比小等問(wèn)題時(shí)所采用的技術(shù)方案是通過(guò)添加山梨醇作為晶須模板導(dǎo)向劑，以Al2SO4·18H2O與尿素(NH2)2CO為原料，控制反應(yīng)體系的溫度、反應(yīng)物的濃度、溶液酸堿度和反應(yīng)時(shí)間，采用‘模板誘導(dǎo)/均相沉淀法’，制得與高聚物的相容性好、釋放阻然氣體量大、晶須長(zhǎng)/徑比大的新型鋁系阻燃晶須(AACHH)。
原料Al2SO4·18H2O與尿素(NH2)2CO摩爾比為1∶2.0～2.5；水和山梨醇與尿素的用量按重量比計(jì)，水的用量為尿素的4～5倍，山梨醇的用量為尿素的0.1～0.2倍。
本發(fā)明的新型鋁系阻燃晶須①提高晶須中的阻燃?xì)怏w實(shí)際釋放量達(dá)60.0～80.0％，從而降低添加量；②在鋁系無(wú)機(jī)阻燃劑中加入銨基(NH4+)和結(jié)構(gòu)碳酸根(CO32-)，從而提高與高聚物的相容性，同時(shí)所釋放的氣體除水份外還有CO2和NH3等阻燃?xì)怏w，從而可更好地中和燃燒過(guò)程產(chǎn)生的腐蝕性氣體，達(dá)到更好的消煙效果；③阻燃?xì)怏w的釋放溫度較低，在250℃～350℃范圍內(nèi)，從而可在火災(zāi)發(fā)生早期及時(shí)起到阻然作用；④制成長(zhǎng)/徑比達(dá)20～40的晶須，從而提高與高聚物的復(fù)合強(qiáng)度。
本發(fā)明的有益效果是提供了一種新型鋁系阻燃晶須(AACHH)及其生產(chǎn)方法，所得產(chǎn)品可用于高分子基復(fù)合阻燃材料領(lǐng)域。本發(fā)明所得產(chǎn)品不但具有無(wú)毒、消煙、燃燒產(chǎn)物毒性小、不遷移、不滲出、不污染環(huán)境、成本低廉等，還具有與高聚物的相容性好；阻然氣體種類(lèi)有NH3、CO2、H2O；阻然氣體實(shí)際釋放量達(dá)60.0～80.0％；且在250℃～350℃溫度比較低情況下釋放；晶須長(zhǎng)/徑比達(dá)20～40等特點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的生產(chǎn)方法工藝流程圖。
圖2為新型鋁系阻燃晶須的紅外光譜圖。
具體實(shí)施例方式
加入1Kg Al2SO4·18H2O和0.254Kg尿素(NH2)2CO為原料，加入1.1Kg水H2O和0.038Kg模板劑山梨醇，混合均勻，用硝酸調(diào)pH值至6，將混合溶液放入高壓釜中，加熱至95℃～100℃，反應(yīng)8小時(shí)，得到結(jié)晶物NH4Al(OH)2(CO3)·H2O，用水洗滌后抽濾，濾液回收利用，濾餅經(jīng)105℃溫度下干燥，最后得0.66Kg新型鋁系阻燃晶須(AACHH)。
所得新型鋁系阻燃晶須(AACHH)的紅外光譜圖如圖2所示。
圖中，明顯存在三種陰離子基團(tuán)，其中3445cm-1為結(jié)構(gòu)羥基(OH-1)的對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)；3018～3174cm-1為胺基(NH4+)的對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)，1386cm-1為胺基(NH4+)的非對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)；1451～1548cm-1為碳酸根基團(tuán)(CO3-2)的非對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)，該二重簡(jiǎn)并峰產(chǎn)生了明顯的分裂，表明AACHH中的CO3-2基團(tuán)屬結(jié)構(gòu)碳酸根；另外1643cm-1為結(jié)晶固態(tài)水所產(chǎn)生的彎曲振動(dòng)，在3000～3500cm-1范圍所形成的寬峰則屬于結(jié)晶固態(tài)水的對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)。
所得新型鋁系阻燃晶須(AACHH)的化學(xué)組成采用化學(xué)全分析法分析結(jié)果如下表

權(quán)利要求
1.一種新型鋁系阻燃晶須(AACHH)的化學(xué)分子式為NH4Al(OH)2(CO3)·H2O。
2.新型鋁系阻燃晶須(AACHH)的制備方法，按以下步驟進(jìn)行以Al2SO4·18H2O與尿素為原料，加山梨醇和水，充分混合均勻，調(diào)pH到6-8，放入高壓釜中，升溫至95℃～150℃內(nèi)，反應(yīng)6～8小時(shí)，得到結(jié)晶物，結(jié)晶物為新型鋁系阻燃晶須(AACHH)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于原料Al2SO4·18H2O與尿素(NH2)2CO摩爾比為1∶2.0～2.5。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于水與尿素的用量按重量比計(jì)，水的用量為尿素的4～5倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于山梨醇與尿素的用量按重量比計(jì)，山梨醇的用量為尿素的0.1～0.2倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型鋁系阻燃晶須及其生產(chǎn)方法，新型鋁系阻燃晶須的化學(xué)分子式為NH
文檔編號(hào)C09K21/00GK1810925SQ20061001836
公開(kāi)日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2006年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月17日
發(fā)明者黃志良, 劉羽, 梁邦兵 申請(qǐng)人:武漢化工學(xué)院