[发明专利]一种包覆型阻燃剂及其制备方法与应用和由其组成的高聚物组合物

说明书

技术领域

本发明属于高分子助剂领域，涉及一种包覆型阻燃剂，具体涉及二烷基次膦酸盐阻燃剂包覆在铝、镁助剂的表面形成的包覆型阻燃剂，以及该包覆型阻燃剂的制备方法与应用和由其组成的高聚物组合物。

背景技术

二烷基次膦酸盐作为一种高效的无卤阻燃剂，具有阻燃剂用量小，模塑组合物机械性能好，色泽佳，烟密度低，CTI值高的特点。早在20世纪70年代末80年代初，美国Pennwalt公司就已对各种二烷基次膦酸盐的性质进行测试。令人遗憾的是，当二烷基次膦酸盐应用于高温尼龙或聚酯时，添加有二烷基次膦酸盐的模塑组合物在加工过程中会对加工装置的金属部件产生严重腐蚀。同时，相对于非阻燃的尼龙，添加有二烷基次膦酸盐的尼龙流动性显著下降，大大限制了其在薄壁电子元器件领域的应用（US 20110021676A1）。

为了解决上述问题，专利US 20110021676A1将二烷基次膦酸盐和有机酸或无机酸的金属盐复配在一起，应用于尼龙或聚酯中，相对于单独使用二烷基次膦酸盐的尼龙或聚酯，大大提高了其流动性，且在一定程度上减轻了模塑组合物对加工装置金属部件的腐蚀。但上述专利（US 20110021676A1）中的复配型阻燃剂只是在使用时或使用前将各种阻燃剂进行机械物理混合，存在分散不均匀的问题，且由于有机酸或无机酸的金属盐添加量大，与材料相容性差，会严重损害模塑组合物机械性能。

专利CN 103937027A通过将二乙基次膦酸铝中的同系物控制在特定的含量范围，大大减轻了添加有二乙基次膦酸铝的模塑组合物对配混组合装置螺杆的腐蚀和对周围聚合物的损害。但该方法无法避免二乙基次膦酸铝对模塑组合物流动性的降低。

专利CN 103756011A将聚合物组合物中二烷基次膦酸盐的添加量控制在1wt%~40wt%，能够提高聚合物组合物的流动性。但该方法无法避免添加有二烷基次膦酸盐的高聚合物组合物对加工装置金属部件的腐蚀。

以上的现有技术均或者只能解决某一方面的问题，或者会对高聚合物组合物其它方面的性能造成影响。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种以铝、镁助剂为芯材，二烷基次膦酸盐阻燃剂为包覆层的包覆型阻燃剂，该包覆型阻燃剂应用于高聚物组合物时，既能保证高聚物组合物的流动性，又能够在很大程度上减轻阻燃高聚物组合物加工过程中对加工装置螺杆的腐蚀。同时，该包覆型阻燃剂实现了二烷基次膦酸盐与铝、镁助剂的高效复合，能有效地解决复配型阻燃剂分散不均的问题，提高阻燃高聚物组合物性能的均一性，降低对高聚物组合物机械性能的损害。

本发明的另一目的是提供上述包覆型阻燃剂的制备方法。

本发明的再一目的是提供上述包覆型阻燃剂的用途。

本发明的再一目的是提供包含上述包覆型阻燃剂的高聚物组合物。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种包覆型阻燃剂，含有粒径为1μm~90μm的铝、镁助剂的芯材，在芯材的外表面包覆有二烷基次膦酸盐阻燃剂的包覆层；所述铝、镁助剂的芯材粒径优选为10μm ~65μm。

其中，所述芯材与包覆层的质量比为1：100~60：100。优选地，所述芯材与包覆层的质量比为5：100~40：100。非本发明所述的芯材与包覆层质量比的包覆型阻燃剂，应用于高聚物组合物时，高聚物组合物流动性差，加工过程中对加工装置螺杆腐蚀严重。

其中，所述包覆型阻燃剂的粒径为5μm~150μm；优选为15μm~90μm；更优选为25μm~70μm。

其中，所述包覆型阻燃剂的含水率为0.01 wt%~10wt%，优选为0.1 wt%~1wt%。

其中，所述包覆型阻燃剂的堆积密度为50 g/L ~850g/L，优选为200 g/L ~650g/L。

其中，所述包覆型阻燃剂在水、有机溶剂或水和有机溶剂混合物中的溶解度为0.005wt%~9.99wt%。

其中，所述有机溶剂为醇、醚、酮、羧酸、酯、脂肪族碳氢化合物、脂环族碳氢化合物、芳香族碳氢化合物、卤代烃中的一种或多种的混合物。优选为甲醇、乙醇、乙二醇、乙醚、乙二醇醚、丙酮、乙酸、乙酸乙酯、正己烷、苯、甲苯、环己烷、氯仿、四氯化碳中的一种或多种混合物。

其中，所述铝、镁助剂选自铝、镁的氧化物及氢氧化物一种或多种混合物；优选为氢氧化铝、氢氧化镁、氧化铝、氧化镁中的一种或多种混合物。

其中，所述二烷基次膦酸盐具有如式I所示的分子结构：