[发明专利]一种基于蛭石的复合阻燃剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合阻燃剂及其制备方法，具体涉及一种基于蛭石的复合阻燃剂及其制备方法。

背景技术

随着社会经济的迅速发展，人们对环保和消防安全日益重视，防火材料得到了极大的发展。高效率的阻燃剂对降低火灾的危害起到了很大的作用，但同时传统的卤系阻燃产品在燃烧时产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性气体，妨碍救护及人员疏散，导致二次灾害发生。因此，卤系阻燃产品的应用受到了限制。无卤环保型阻燃剂由于具有低烟、低毒等环境友好型特点得到广泛应用。使用高效、低烟、无毒或低毒的无卤阻燃剂将成为未来阻燃材料发展的必然趋势。近年来，无卤阻燃剂的研究和应用十分广泛，人们相继开发出性能较好的无卤阻燃剂，并在多种材料中得到了应用。

目前研究较多的无卤阻燃剂主要有碳酸钙、氢氧化铝、氢氧化镁、层状硅酸盐材料、无机磷系、硼系、膨胀石墨等无机阻燃材料以及有机氮、磷系阻燃剂等。无卤阻燃剂虽然具有环保、低烟等优点，但是单一的阻燃成分也具有阻燃效果差、抑烟效果不佳等缺点，因此，采用不同阻燃成分制备复合阻燃剂，利用其协同效应，共同提高阻燃抑烟效果是必然的趋势。

蛭石是一种富含层间水的纳米层状水铝硅酸盐矿物，总体水含量（层间水+结构水）达40%以上。受热时失水膨胀，体积可迅速增大8-15倍，最高可达30倍。蛭石具有优异的耐高温性能，在1000℃高温下仍能保持原有结构和强度。高的层间水和结构水含量、良好耐高温性能以及独特的纳米层状结构预示蛭石是一种优良的阻燃材料。

发明专利“高效、环保的复合型阻燃剂的制备方法（CN102010585B）”以纳米凹凸棒土与无机阻燃剂、磷酸酯类阻燃剂为原料，经过凹凸棒土表面改性、复合等过程制备得到环保型复合阻燃剂，其阻燃效果不是很高，添加此阻燃剂后聚氨酯泡沫的极限氧指数仅能达到28.7，而且制备过程较为繁琐。 

发明专利“氢氧化镁复合阻燃剂及其应用（CN101624524B）”提供了一种氢氧化镁复合阻燃剂，但是从其内容来看，主要成分为70-90%的氢氧化镁和10-30%的硅烷偶联剂，辅之以少量的增塑剂、抗氧化剂、热稳定剂等。即其阻燃成分仅有氢氧化镁，偶联剂作为表面改性剂，其阻燃效果应当与单纯的氢氧化镁相仿。

发明专利“一种膨胀蛭石/氢氧化铝协同阻燃沥青及其制备方法（CN103146208A）”公开了一种膨胀蛭石/氢氧化铝协同阻燃沥青的制备方法，采用膨胀蛭石与氢氧化铝之间的协同效应来提高沥青制品的阻燃性能，其阻燃效果较好。但是由于膨胀蛭石是已经经过900℃左右的高温处理的，基本失去了所有层间水和结构水，并且不再具有膨胀效果，因此不能完全发挥蛭石的阻燃效果。

所以，为了解决现有的阻燃剂的不足，需要设计一种基于蛭石的复合阻燃剂及其制备方法，该方法制备的复合阻燃剂不含卤系组分，具有环保、低烟的效果，并且采用不同阻燃成分制备复合阻燃剂，利用其协同效应，共同提高阻燃剂的阻燃抑烟效果。

发明内容

本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于蛭石的复合阻燃剂及其制备方法，该方法制备的复合阻燃剂不含卤系组分，具有环保、低烟的效果，并且采用不同阻燃成分制备复合阻燃剂，利用其协同效应，共同提高阻燃剂的阻燃抑烟效果。

为解决上述问题，本发明采用技术方案为：

1、一种基于蛭石的复合阻燃剂，其特征在于，按质量计，由以下成分组成：20～35份的改性蛭石，30～45份的氢氧化镁，15～25份的磷系阻燃剂,2～5份的硅烷偶联剂。

一种基于蛭石的复合阻燃剂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

（1）、蛭石的改性处理：

首先挑选颗粒粒径在0.7mm～2mm的原矿蛭石，经球磨机粉碎后筛分至100～300目，得到蛭石粉体；

将10g蛭石粉体加入到H⁺的浓度为0.5～8mol/L的500ml酸性溶液中，酸性溶液为硝酸或硫酸，升温至50～100^oC，快速搅拌下处理3小时，得到固液混合物；

将所得固液混合物过滤得到蛭石固体，使用去离子水反复洗涤蛭石固体至洗涤后的去离子水的pH为7，将洗涤后得到的固体在120^oC烘干12小时，经研磨后得到改性蛭石粉体；

（2）、复合阻燃剂的制备：