專利名稱：氫氧化鎂復(fù)合阻燃劑及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種氫氧化鎂復(fù)合阻燃劑及其在制備無鹵阻燃材料中應(yīng)用。
背景技術(shù)：
隨著環(huán)保意識的不斷加強(qiáng)，人們對材料的要求越來越高。由于聚氯乙烯在
光照或加熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的HCL，危害人類的健康，因此，無鹵、低煙、無 毒和無腐蝕性的環(huán)保型阻燃材料成為現(xiàn)階段的研究熱點(diǎn)，而阻燃劑則成為阻燃 材料中最主要的成份。
無機(jī)物氫氧化鎂由于其具有較高的熱分解溫度，具有良好的阻燃劑消煙效 果，其在燃燒時(shí)不僅僅進(jìn)行脫水反應(yīng)，還對聚合物有一定的炭化作用，形成一 個(gè)保護(hù)層，起到阻燃作用，適合于加工溫度較高的聚烯烴塑料，同時(shí)，由于其 對并且無毒，無揮發(fā)性，穩(wěn)定性較好，符合環(huán)保的要求，而被廣泛的應(yīng)用于環(huán) 保型無鹵阻燃材料中。
但是，由于氫氧化鎂表面具有正電荷，具有親水性，從而導(dǎo)致氫氧化鎂阻 燃劑在聚合物材料中的分散性、相容性和加工流動(dòng)性都較差，將其添加于聚烯 烴聚合材料中，對制品的加工性能和機(jī)械性能影響較大。因此，通過添加少量 的表面改性劑，改善氫氧化鎂的表面性能，是氫氧化鎂阻燃劑應(yīng)用的關(guān)鍵問題。 同時(shí)氫氧化鎂單方面作為無鹵阻燃劑時(shí)，用量少則影響阻燃性能，用量大則影 響加工和物理機(jī)械性能，因此，需要添加少量的阻燃增效劑，來改善材料性能。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的首要目的是提供一種氫氧化鎂復(fù) 合阻燃劑。
本發(fā)明的另一目的是提供上述復(fù)合阻燃劑在制備無鹵阻燃材料中的應(yīng)用。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用硅烷偶聯(lián)劑對氫氧化鎂進(jìn)行表面處理， 制備成氫氧化鎂復(fù)合阻燃劑，并對聚烯烴進(jìn)行改性，同時(shí)加入達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要 求的穩(wěn)定劑和潤滑劑，結(jié)合混煉、造粒和擠出工藝，開發(fā)出熱穩(wěn)定性優(yōu)良的環(huán) 保型無鹵阻燃材料。具體提供以下的技術(shù)方案 一種氫氧化鎂復(fù)合阻燃劑，主要由以下重量配 比的原料組份制備得到
氫氧化鎂 70-90% 硅垸偶聯(lián)劑 10-30%。
優(yōu)選地，所述的硅烷偶聯(lián)劑為KH550、 KH560、 KH570和KH590中的任
一種或兩種型號以上的混合物。
本發(fā)明提供上述任一種氫氧化鎂復(fù)合阻燃劑在制備無鹵阻燃材料中的應(yīng)
用。 到
上述應(yīng)用可以是一種無鹵阻燃材料，主要由以下重量份的原料組份制備得
上述的氫氧化鎂復(fù)合阻燃劑 30-60
聚烯烴 60-80
LDPE (低密度高壓聚乙烯) 20-40
增塑劑 2-5
熱穩(wěn)定劑 5-10
抗氧化劑 0.5-1
優(yōu)選地，所述的聚烯烴為聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和乙烯-醋酸乙烯 共聚物(EVA)中任一種或兩種以上的混合物。
優(yōu)選地，所述的穩(wěn)定劑為鈣鋅復(fù)合類、鋁鎂鋅復(fù)合類或稀土復(fù)合類穩(wěn)定劑。 優(yōu)選地，所述的增塑劑為對苯類、含十碳的鄰苯類或偏苯類增塑劑。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
(1) 本發(fā)明涉及的氫氧化鎂復(fù)合物符合阻燃劑環(huán)保安全，不含鹵素，低 毒無腐蝕性。
(2) 硅烷偶聯(lián)劑在復(fù)合阻燃劑中起到雙重作用 一方面改性氫氧化鎂表 面極性，增加其與聚烯烴的相容性，同時(shí)起到阻燃增效劑作用，提高阻燃效果。 本發(fā)明的氫氧化鎂復(fù)合阻燃劑比氫氧化鎂阻燃劑的阻燃效果好。
(3) 本發(fā)明涉及的氫氧化鎂復(fù)合物具有較高的熱分解溫度，具有良好的 阻燃劑消煙效果。在燃燒時(shí)可以釋放出水分，還對聚合物有一定的炭化作用， 形成一個(gè)保護(hù)層，起到阻燃作用。(4)本發(fā)明涉及的氫氧化鎂復(fù)合物可以提高氫氧化鎂在聚合物基體中的 分散性，提高制品的加工性能和機(jī)械性能。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方式并 不局限于此。
實(shí)施例制備氫氧化鎂復(fù)合阻燃劑
實(shí)施例1:
準(zhǔn)確稱取氫氧化鎂7Kg、硅烷偶聯(lián)劑KH560 3Kg在高速混合機(jī)中攪拌10 分鐘，出料，得到白色混合粉末。 實(shí)施例2:
準(zhǔn)確稱取氫氧化鎂9Kg、硅垸偶聯(lián)劑KH560 1Kg在高速混合機(jī)中攪拌10 分鐘，出料，得到白色混合粉末。
實(shí)施例3
準(zhǔn)確稱取氫氧化鎂8Kg、硅垸偶聯(lián)劑KH560 2Kg在高速混合機(jī)中攪拌10 分鐘，出料，得到白色混合粉末。
表l不同氫氧化鎂復(fù)合阻燃劑的燃燒性能
燃燒現(xiàn)象
實(shí)施例1無滴落，有白煙，燃燒 膨脹
實(shí)施例2無滴落，有白煙，燃燒端 部分膨脹
實(shí)施例3無滴落，有白煙，燃燒端 部分膨脹
以上結(jié)果按GB 2408—80標(biāo)準(zhǔn)測定。
應(yīng)用實(shí)施例用氫氧化鎂復(fù)合阻燃劑制備環(huán)保型無卣阻燃材料
應(yīng)用實(shí)施例1
準(zhǔn)確稱取LDPE (載體)20.0Kg、偏苯三酸酯5Kg、熱穩(wěn)定劑8Kg、氫氧 化鎂復(fù)合阻燃劑50Kg、抗氧化劑(2， 4-二叔丁基苯基)亞碳酸三酯0.2Kg、少量潤滑劑白油在高速混合機(jī)中攪拌20分鐘；通過高速捏合機(jī)產(chǎn)生的摩擦熱 使LDPE發(fā)粘、分散劑融化，使復(fù)合阻燃劑均勻地粘附在載體上，在約10(TC 下出料。然后將物料與PP80Kg裝入d>65擠出造粒機(jī)組，熔融擠出、冷卻、
切粒后烘干、注塑。擠出機(jī)的區(qū)間溫度機(jī)筒溫度I區(qū)6O 80°C;機(jī)筒溫度 II區(qū)125 135°C;機(jī)筒溫度III區(qū)135 145°C;機(jī)頭溫度130°C;螺桿轉(zhuǎn)
速500 750 r/min。阻燃級別UL94V-0。產(chǎn)品顏色較淺。 應(yīng)用實(shí)施例2
準(zhǔn)確稱取LDPE (載體)20.0Kg、對苯二辛酯4Kg、熱穩(wěn)定劑9Kg、氫氧 化鎂復(fù)合阻燃劑55Kg、抗氧化劑(2， 4-二叔丁基苯基)亞碳酸三酯0,2Kg、 少量潤滑劑硅油在高速混合機(jī)中攪拌20分鐘；通過高速捏合機(jī)產(chǎn)生的摩擦熱 使LDPE發(fā)粘、分散劑融化，使復(fù)合阻燃劑均勻地粘附在載體上，在約10(TC 下出料。然后將物料與PE80Kg裝入<D65擠出造粒機(jī)組，熔融擠出、冷卻、 切粒后烘干、注塑。擠出機(jī)的區(qū)間溫度機(jī)筒溫度I區(qū)6O 80°C;機(jī)筒溫度 II區(qū)125 135°C;機(jī)筒溫度m區(qū)135 145°C;機(jī)頭溫度130°C;螺桿轉(zhuǎn)
速500 750 r/min。阻燃級別UL94V-0。產(chǎn)品顏色較淺。 應(yīng)用實(shí)施例3
準(zhǔn)確稱取LDPE (載體)40.0Kg、對苯二辛酯4Kg、熱穩(wěn)定劑5Kg、氫氧 化鎂復(fù)合阻燃劑30Kg、抗氧化劑(2, 4-二叔丁基苯基)亞碳酸三酯0.5Kg、 少量潤滑劑硅油在高速混合機(jī)中攪拌20分鐘；通過高速捏合機(jī)產(chǎn)生的摩擦熱 使LDPE發(fā)粘、分散劑融化，使復(fù)合阻燃劑均勻地粘附在載體上，在約10(TC 下出料。然后將物料與PE 60Kg裝入cD65擠出造粒機(jī)組，熔融擠出、冷卻、
切粒后烘干、注塑。擠出機(jī)的區(qū)間溫度機(jī)筒溫度I區(qū)6O 80°C;機(jī)筒溫度 II區(qū)125 135°C;機(jī)筒溫度m區(qū)135 145°C;機(jī)頭溫度130°C;螺桿轉(zhuǎn)
速500 750r/min。阻燃級別UL94V-2。產(chǎn)品顏色較淺。 應(yīng)用實(shí)施例4
準(zhǔn)確稱取LDPE (載體)20.0Kg、對苯二辛酯2Kg、熱穩(wěn)定劑9Kg、氫氧 化鎂復(fù)合阻燃劑55Kg、抗氧化劑(2， 4-二叔丁基苯基)亞碳酸三酯lKg、少 量潤滑劑硅油在高速混合機(jī)中攪拌20分鐘；通過高速捏合機(jī)產(chǎn)生的摩擦熱使 LDPE發(fā)粘、分散劑融化，使復(fù)合阻燃劑均勻地粘附在載體上，在約10(TC下出料。然后將物料與PE80Kg裝入0>65擠出造粒機(jī)組，熔融擠出、冷卻、切
粒后烘干、注塑。擠出機(jī)的區(qū)間溫度機(jī)筒溫度I區(qū)6O 80°C;機(jī)筒溫度 II區(qū)125 135°C;機(jī)筒溫度III區(qū)135 145°C;機(jī)頭溫度130°C;螺桿轉(zhuǎn)
速500 750 r/min。阻燃級別UL94V-0。產(chǎn)品顏色較淺。
上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí) 施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、 替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種氫氧化鎂復(fù)合阻燃劑，其特征在于由以下重量配比的原料組份制備得到氫氧化鎂70-90％硅烷偶聯(lián)劑 10-30％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫氧化鎂復(fù)合阻燃劑，其特征在于所述的硅烷 偶聯(lián)劑為KH550、 KH560、 KH570和KH590中的任一種或兩種以上型號的混合 物。
3、 權(quán)利要求1或2所述氫氧化鎂復(fù)合阻燃劑在制備無鹵阻燃材料中的應(yīng)用。
4、 一種無鹵阻燃材料，其特征在于主要由以下重量份的原料組份制備得到權(quán)利要求1或2所述的氫氧化鎂復(fù)合阻燃劑 30-60 聚烯烴 60-80 LDPE 20-40增塑劑 2-5 熱穩(wěn)定劑 5-10 抗氧化劑 0.5-1。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的無鹵阻燃材料，其特征在于所述的聚烯烴為聚 乙烯、聚丙烯和乙烯-醋酸乙烯共聚物中任一種或兩種以上的混合物。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的無鹵阻燃材料，其特征在于所述的穩(wěn)定劑為鈣 鋅復(fù)合類、鋁鎂鋅復(fù)合類或稀土復(fù)合類穩(wěn)定劑。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的無鹵阻燃材料，其特征在于所述的增塑劑為對 苯類、含十碳的鄰苯類或偏苯類增塑劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及到環(huán)保型無鹵阻燃材料的制備領(lǐng)域，具體提供了一種氫氧化鎂復(fù)合阻燃劑及其在制備無鹵阻燃材料中的應(yīng)用。本發(fā)明的氫氧化鎂復(fù)合阻燃劑中，氫氧化鎂的含量占70-90％，硅烷偶聯(lián)劑占10-30％。氫氧化鎂復(fù)合物具有較高的熱分解溫度，具有良好的阻燃劑消煙效果。利用該阻燃劑制備得到的無鹵阻燃材料具有良好的加工性能、機(jī)械性能和熱穩(wěn)定性。
文檔編號C09K21/00GK101624524SQ20091004184
公開日2010年1月13日 申請日期2009年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月12日
發(fā)明者付鐵柱, 浩 龐, 兵 廖, 胡美龍, 計(jì)紅果, 永 陳 申請人:中國科學(xué)院廣州化學(xué)研究所