[发明专利]一种复合型无机阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明是发明名称为：一种复合型无机阻燃剂及其制备方法，申请号为：2006100498027的发明专利分案申请。

技术领域

本发明涉及一种复合型无机阻燃剂及其制备方法。

背景技术

阻燃剂是钢铁构建的防火涂料、塑胶材料的防火填料以及电缆绝缘层防火填料的主成分之一，其消费量随着国家工业化程度和人民生活水平的提高而迅速增加。近年来，由于室内装饰材料的广泛应用，合成材料本身的防火阻燃性能对建筑物安全的重要性日益增强。在各类阻燃剂中，有机阻燃剂具有发烟量大、毒性较大、热稳定性较差等缺点，随着环保意识的增强将逐步被取代。无机阻燃剂具有热稳定性好，对人体和设备无毒、无腐蚀性作用，成本低等优点，但存在填充量大，与聚合物相容性差，对聚合物加工以及机械性能影响大等缺点。为克服无机阻燃剂的不足，在实际应用中常倾向于将两种获两种以上阻燃剂搭配使用，使它们相互增效，取长补短。在制备过程中将不同类型阻燃功能团复合在一起，使得同一种化合物中兼有两种以上阻燃剂的功效，是当今无机阻燃剂的发展方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合型无机阻燃剂及其制备方法。

复合型无机阻燃剂是是一种磷酸根插层的水滑石，其化学结构通式为：[(Mg，Zn)_1-xAl_x(OH)₂]^x+·R^y-_x/y·nH₂O，其中x＝0.5～0.17；R为PO₄^3-、HPO₄^2-、H₂PO₄^-、P₃O₁₆^5-，P₂O₇^4-，y是它的价态；n＝2～8，(Mg，Zn)/Al＝2～5。

复合型无机阻燃剂制备方法的步骤如下：

1)将铝盐溶于水中配制成浓度为0.1～0.3M的溶液，向溶液中加入克分子数2～4倍于铝盐的锌盐，搅拌直至全溶，制得盐溶液A；

2)将克分子数为铝盐1/Y的磷酸盐溶于水中，Y为磷酸根的价态，配成浓度为0.1～0.3M的溶液，向溶液中加入克分子数2～4倍于铝盐的NaOH，搅拌直至全溶，制得碱溶液B；

3)将上述A、B两种溶液在搅拌的同时快速混合，得到白色悬浮液，晶化10～48小时；

4)选用压滤、离心或过滤方法，使悬浮浆液脱水，并用清水洗2～3遍，重新加水制成悬浮液，喷雾干燥即可。

所说的磷酸盐为磷酸三钠，磷酸二氢钠，磷酸氢二钠，磷酸二氢铵，磷酸氢二铵，磷酸二氢钾，三聚磷酸钠，焦磷酸钾中的一种。

所说的铝盐为氯化铝或硝酸铝，所说的锌盐为氯化锌或硝酸锌。

复合型无机阻燃剂的另一种制备方法的步骤如下：

1)将A摩尔商品水滑石在450～550℃温度下煅烧2～4小时，制得双金属氧化物；

2)取A/B摩尔磷酸盐，A为水滑石摩尔数，B为磷酸根的价态，将磷酸盐溶解于重量5～8倍于水滑石的水中，将双金属氧化物加入其中，搅拌均匀，晶化10～48小时；

3)选用压滤、离心或过滤方法，使悬浮浆液脱水，并用清水洗2～3遍，重新加水制成悬浮液，喷雾干燥即可。

所说的磷酸盐为磷酸三钠，磷酸二氢钠，磷酸氢二钠，磷酸二氢铵，磷酸氢二铵，磷酸二氢钾，三聚磷酸钠，焦磷酸钾中的一种。

本发明提出的复合型无机阻燃剂兼有水滑石和磷酸盐的优点，它的基本结构层像水滑石一样，由Mg-Al-OH组成，结构层之间充填了结晶水和磷酸根，受热时通过两次热分解反应释放出大量水蒸气和P₂O₅，一方面带走了热量，此外释放出的P₂O₅因比重大而覆盖在物体表面，起到隔绝氧气的作用。两次热分解反应分别覆盖了低温段和高温段，拓宽了阻燃温度范围，这种阻燃剂兼有水滑石和磷酸盐的双重阻燃效果。和普通水滑石相比，它不仅具有更好的阻燃效果，而且它在有机聚合物中的相容性和分散性得到明显改善，从而提高了聚合物的加工性和机械性能。这种复合型阻燃剂兼有阻燃、填充、增塑、增强、消烟等多种功效。