[发明专利]金属水合物无机阻燃剂在制备防潮阻燃玛蹄脂中的应用

说明书

（一）技术领域

本发明涉及金属水合物无机阻燃剂在制备防潮阻燃玛蹄脂中的应用，以及制得的防潮阻燃玛蹄脂产品。

（二）背景技术

防潮阻燃玛蹄脂主要用于石化LNG等低温设备管道保冷材料外层防潮，防止水蒸气进入保冷材料隔层内部，遇低温后冷凝膨胀造成保冷材料层的损坏，从而破坏保冷层造成保冷效果降低。同时，由于保冷的管道和设备内都是易燃易爆的低温液体，因此对保冷施工材料的各个组成部分均有严格的防火等级要求，目前最普遍的防火要求界定标准即氧指数≥30%，即在氧气浓度高于30%以前材料具有很强的自熄性，从而在达到材料阻燃的目标。

目前防潮阻燃玛蹄脂使用的阻燃剂类型为有机磷系阻燃剂，它的阻燃效率较高，但同时成本也相对较高，因此一般的添加量都比较少，其他部分粉体是通过添加填料来使产品达到合适的粘度。配方中胶体成份的含量和粉体的粒径大小能影响防潮层的水汽透过系数指标，胶体成份越高、粉体粒径越小，防潮层的水汽透过系数就越低，即其防潮能力就越强。

（三）发明内容

本发明目的是提供金属水合物无机阻燃剂在制备防潮阻燃玛蹄脂中的应用，以及一种防潮阻燃玛蹄脂产品。

本发明采用的技术方案是：

金属水合物无机阻燃剂在制备防潮阻燃玛蹄脂中的应用。

由于现用的阻燃玛蹄脂使用的有机磷系阻燃剂存在极性大、粒径大、成本高的缺点，造成现用的阻燃玛蹄脂氧指数很难突破30%的瓶颈，同时又影响了玛蹄脂的防潮性能。本发明采用金属水合物无机阻燃剂，解决了阻燃剂粉体带来的产品亲水性对施工和产品防潮能力的影响。由于金属水合物无机阻燃剂主要为氢氧化物，其极性很低，就算大量加入也不会提高玛蹄脂产品的亲水性。

金属水合物无机阻燃剂的阻燃机理如下公式所示：

R(OH)₂→RO+H₂O+70.6Kcal

可以看到，金属水合物阻燃机理是:受热分解时释放出结晶水，这是个强吸热反应，吸热量很大，可起到冷却聚合物的作用，同时反应产生的水蒸气可以稀释可燃气体，抑制燃烧的蔓延，且新生的耐火金属氧化物具有较高的活性，它会催化聚合物的热氧交联反应，在聚合物表面形成一层炭化膜，炭化膜会减弱燃烧时的传热、传质效应，从而起到阻燃的作用。另外，此类氧化物还能吸附烟尘颗粒，起到抑烟作用。金属水合物阻燃剂还具有抗熔滴，促炭化，不挥发，不渗出，能长期保留在聚合物中等功效。

所述金属水合物无机阻燃剂用于制备防潮阻燃玛蹄脂时用量占原料总质量的5～20%。

本发明还涉及一种防潮阻燃玛蹄脂，制备所述防潮阻燃玛蹄脂的原料质量配比如下：

所述有机溶剂为下列之一或其中两种以上的混合物：仲丁酯、柴油、乙苯、甲苯、乙酸乙酯、乙酸甲酯、丙酮；

所述填料为下列之一或其中两种以上的混合物：碳酸钙、钛白粉、滑石粉；

所述增塑剂为下列之一或其中两种以上的混合物：脂肪族二元酸酯类、苯二甲酸酯类、苯多酸酯类、苯甲酸酯类、多元醇酯类、氯化烃类、环氧类、柠檬酸酯类、聚酯类增塑剂；

所述金属水合物阻燃剂为下列之一或其中两种以上的混合物：氢氧化镁、氢氧化锌、氢氧化钙、氢氧化铝等。

优选的，制备所述防潮阻燃玛蹄脂的原料质量组成如下：

优选的，所述金属水合物阻燃剂粒径为10±2μm。目前所用的有机磷系阻燃剂的粒径为44μm，其他的粉体填料中粒径最小的也有37μm，使得现用阻燃玛蹄脂的水汽渗透系数较低；本发明经过多种不同规格粒径的多次混合试验，最终确定10um粒径的金属水合物无机阻燃剂在性价比上最高，由于其阻燃效率较低，需要较大的添加量才可达到预期的阻燃效果，因此需要将一部分粉体填料也替换成金属水合物无机阻燃剂，从而达到了本发明配方中大部分粉体材料粒径的大幅度降低，从而对水蒸气渗透系数的降低作出了有益的贡献。本发明中引入金属水合物无机阻燃剂，虽然其阻燃效率较低，添加量也大约是有机磷系阻燃剂的2～3倍，但是其价格也仅为有机磷系阻燃剂的1/4，因而总体的使用成本大大低于有机磷系阻燃剂。

更为优选的，制备所述防潮阻燃玛蹄脂的原料质量组成如下：

本发明防潮阻燃玛蹄脂制备方法如下：

（1）将需要预溶解的原料（沥青、增塑剂、有机溶剂）加入反应釜中；

（2）盖上反应釜加料口，启动搅拌装置，连续搅拌混合使原料溶解完全；

（3）将溶解产物放入搅拌机内，将金属水合物无机阻燃剂、填料等投入搅拌机内；