[发明专利]磷系混合阻燃剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纺织用阻燃混合物及其制备方法，具体涉及一种磷系混合阻燃剂及其制备方法，属于阻燃剂技术领域。

背景技术

随着现代化科学技术和纺织业的发展，纺织品的种类越来越多，在人类日常生活中的应用也越来越广泛，但是纺织品一般都是易燃或可燃材料，很多火灾都是由纺织品快速引燃引起或者扩大的。举统计，纺织品引发的火灾数量和死亡率都比其他原因引起的火灾数量和死亡率要高，世界上约20%的火灾都是由纺织品燃烧引起的。因此纺织品的阻燃问题已成为当下世界广为关注的焦点。

为了降低纺织品的易燃性能，世界各国纷纷对纺织品的阻燃性能进行了大量的研究，阻燃剂的研究及使用有效地降低了火灾的隐患。目前，比较普遍的阻燃剂有卤系阻燃剂和磷系阻燃剂，但是卤系阻燃剂因为在燃烧过程中产生有毒物质从而使应用受到很大的限制，因此磷系阻燃剂是比较安全环保的阻燃材料。一般磷系阻燃剂为单一的磷系化合物，在阻燃效果、融滴问题上存在一定的不足。

发明内容

针对现有阻燃剂存在的不足，本发明提供了一种混合阻燃剂——磷系混合阻燃剂，该磷系混合阻燃剂以2-羟乙基苯基次磷酸为主要阻燃材料，加入其它成分，增加了阻燃剂的整体性能，阻燃效果好，无融滴落物产生，安全环保。

本发明还提供了本发明磷系混合阻燃剂的制备方法，该方法易于操作，所得产品性能良好。

磷系阻燃剂是目前应用最广的阻燃类材料，因其不含卤元素，不会危害环境，阻燃效果好所以受到青睐，常用的磷系阻燃剂为单一成分的有机含磷化合物，燃烧过程中阻燃剂产生磷酸酐或磷酸，促使纺织品脱水炭化，阻止或减少可燃气体产生，此外，磷酸酐在热裂解时形成类似玻璃状熔融物覆盖在织物上，促使其氧化生成二氧化碳，起到阻燃的作用。但是单一成分的含磷化合物在燃烧时很容易产生融滴现象，且抗水性差，在应用上也受到一定的限制。

本发明以2-羟乙基苯基次磷酸为主要成分，加入其它成分，与其协同作用,得到了新的磷系阻燃剂混合物，所得的混合阻燃剂阻燃效果更好，且阻燃剂中不含卤系元素，安全环保。本发明是通过以下措施实现的：

一种磷系混合阻燃剂，其特征是包括下列重量份的原料：2-羟乙基苯基次磷酸100份，石墨烯聚膦腈纳米复合材料30-50份，蒙脱土10-15份，甲基硅醇钠10-20份，环己醇六磷酸酯50-80份。

上述磷系混合阻燃剂，优选包括下列重量份的原料：2-羟乙基苯基次磷酸100份，石墨烯聚膦腈纳米复合材料35份，蒙脱土15份，甲基硅醇钠17份，环己醇六磷酸酯70份。

在上述配方组分的基础上，本发明阻燃剂还可以包括石蜡10-20份，三聚氰铵5-10份，优选石蜡15份，三聚氰铵8份。

本发明磷系混合阻燃剂的制备方法，其特征是包括以下步骤：

（1）    将蒙脱土用球磨法研磨至粒径为20-50nm，得纳米蒙脱土；

（2）    将2-羟乙基苯基次磷酸、石墨烯聚膦腈纳米复合材料和纳米蒙脱土加入到环己醇六磷酸酯中，在30-40℃下进行超声处理2-4h；

（3）    超声处理后的混合物中加入剩余的原料，混合均匀，即得磷系混合阻燃剂。

上述制备方法中，超声频率为20kHz、超声波功率为400W。

本发明磷系混合阻燃剂以2-羟乙基苯基次磷酸为主要成分，复配石墨烯聚膦腈纳米复合材料、蒙脱土、甲基硅醇钠、环己醇六磷酸酯制成阻燃剂，石墨烯聚膦腈纳米复合材料中含有石墨烯、磷、氮成分，具有很好的阻燃作用，蒙脱土经处理可以插入2-羟乙基苯基次磷酸和石墨烯聚膦腈纳米复合材料中，与2-羟乙基苯基次磷酸和纳米复合材料中的结构相互作用，抑制了融滴现象，促进了阻燃作用。甲基硅醇钠具有防水的作用，加入到阻燃剂中可以抑制阻燃剂抗水性差的问题，环己醇六磷酸酯可以将所有成分融合到一起，另外可以促进甲基硅醇钠的防水作用。配方中各成分各司其职，相互协同起效，克服了单一磷系化合物易于融滴落物、抗水性差的问题，增强了阻燃剂的阻燃作用，使最终得到的混合阻燃剂阻燃、抗水效果好，无融滴落物产生，安全环保。

本发明所用的石墨烯聚膦腈纳米复合材料已经在专利CN201110025542.0（一种石墨烯聚膦腈纳米复合材料的制备方法）中公开，属于现有技术，此专利详细的公开了该石墨烯聚膦腈纳米复合材料的结构和制备工艺，本领域技术人员根据其中的记载可以得到，本发明不再详述。

本发明所用的环己醇六磷酸酯又名环己六醇六磷酸酯、肌醇六磷酸酯，可以在市场中买到，其结构式为：

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