[发明专利]一种改性镁铝类水滑石/聚磷酸铵/成炭发泡剂/磷腈复配阻燃剂

说明书

本发明公开了一种改性镁铝类水滑石/聚磷酸铵/成炭发泡剂/磷腈复配阻燃剂，所述复配阻燃剂由改性镁铝类水滑石、聚磷酸铵(APP)、成炭发泡剂(CFA)和磷腈按照1.6～3.2：24：8：0.8～2.4的质量比复配而成。将本发明的复配阻燃剂添加到聚烯烃乙烯醋酸乙烯共聚物(或聚丙烯)中，氧指数的测试结果表明：与只有类水滑石作为阻燃剂相比，复配阻燃剂的添加使复合材料的阻燃性能有明显的提高。力学性能测试结果表明：随着改性镁铝类水滑石在复配阻燃剂中所占量的增加，其断裂伸长率和拉伸强度值呈不规则下降。但是均比单独添加磷腈阻燃剂和类水滑石化合物复合材料的力学性能有所提高。

技术领域

本发明涉及一种混合型膨胀阻燃剂。

背景技术

随着科学技术的发展，高分子材料的作用越来越重了，现在人们的生活中随处可见由高分子材料制成的产品。阻燃剂的产生为高分子材料的扩大使用提供了重大的助力。

膨胀阻燃剂(IFR)属于磷氮协同体系，主要由酸源(脱水剂)，炭源(成炭剂)和气源(发泡剂)组成，具有燃烧时烟雾少、放出气体无害的特点。提高阻燃效率，降低阻燃剂的添加量是各类阻燃体系永恒的主题。

类水滑石作为新型阻燃剂，具有较好的发展空间，现如今对类水滑石阻燃剂的开发和应用主要集中在提高其与聚合物的相容性，但目前效果还不是太理想，急需开展进一步的研究和开发。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性镁铝类水滑石/聚磷酸铵/成炭发泡剂/磷腈复配阻燃剂，以硝酸镁、硝酸铝和混合碱为原料合成镁铝类水滑石，然后采用硬脂酸钠对镁铝类水滑石进行表面改性，将表面改性后的镁铝类水滑石(LDH)与聚磷酸铵(APP)、成炭发泡剂(CFA)和磷腈复配成具有协同作用的膨胀阻燃剂。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种改性镁铝类水滑石/聚磷酸铵/成炭发泡剂/磷腈复配阻燃剂，由改性镁铝类水滑石(LDH)、聚磷酸铵(APP)、成炭发泡剂(CFA)和磷腈按照1.6～3.2：24：8：0.8～2.4的质量比复配而成。

本发明中，采用共沉淀法和微波晶化法制备改性镁铝类水滑石，具体步骤如下：

(1)分别配置0.5～1.5mol/L的硝酸镁、硝酸铝的水溶液1L。

(2)取70mL硝酸铝及280mL硝酸镁得到混合盐溶液；取500～600mL、0.6～1.2MNaOH和0.45～0.9M Na₂CO₃混合碱待用。

(3)在60～80℃水浴及不断搅拌下，通过两端的恒压滴液漏斗向四口瓶中滴加混合盐及混合碱，控制溶液pH为8～9，滴完后共沉淀反应0.5～1.5h。

(4)向溶液中加入0.2～0.25g硬脂酸钠改性1～3h。

(5)将溶液倒入500mL烧杯中，并在30～90℃下微波晶化10～90分钟。

(6)用蒸馏水将溶液洗涤至pH＝7，抽滤、干燥，得到改性镁铝类水滑石。

本发明中，所述膦腈可以是所有类型的膦腈，比如：六氯环三膦腈、六对羧基苯氧基环三磷腈、苯氧基磷腈、对羧基苯氧基磷腈、聚氨基磷腈、烃氧基磷腈，六对羧基苯氧基环三磷腈的结构式如下：

本发明中，所述成炭发泡剂的化学结构式如下：