[发明专利]一种次磷酸铝掺杂改性坡缕石的制备和作为阻燃剂的应用

说明书

本发明公开一种次磷酸铝掺杂改性坡缕石的制备方法，是利用坡缕石较好的吸附性能，通过沉淀的方法将次磷酸铝沉淀在坡缕石表面，得到PGS‑AlHP，并在坡缕石中引入阻燃元素P；再通过邻苯二甲酸酐与十八胺酰化反应开环产生羧基，利用羧基和坡缕石表面的羟基反应，从而将带苯环长链接枝到坡缕石表面，提高了坡缕石表面的亲油性，改善了坡缕石与基体材料的相容性和坡缕石在基体材料中的分散性；同时在坡缕石表面制取了无机阻燃剂次磷酸铝，并且引入了阻燃元素N和苯环，增强了坡缕石本身的阻燃性能。在生产阻燃型EVA的工艺中添加N@PGS‑AlHP，能进一步提升EVA材料的阻燃性能和力学性能。

技术领域

本发明涉及一种掺杂改性坡缕石的制备，尤其涉及一种次磷酸铝掺杂改性坡缕石的制备方法；本发明同时还涉及上述次磷酸铝掺杂改性坡缕石的坡缕石作为阻燃剂在制备阻燃型EVA中的应用，属于阻燃材料领域。

背景技术

乙烯-醋酸乙烯脂的共聚物（EVA）是一种重要的热塑性塑料。在电线电缆工业中广泛应用，可用于制造导线、煤气管、容器和日用品等，亦可用作热熔胶粘剂、电缆绝缘层等，在太阳能电池行业中也可用于硅晶电池中电池片与表面光伏玻璃和电池背板之间的粘接。但是EVA是易燃物，因此必须添加阻燃剂以提高其阻燃性能。

近年来，无卤化阻燃剂被广泛用于提高EVA的阻燃性。金属氢氧化物是常见的EVA阻燃剂，为了达到有效的阻燃效果（UL-94 V-0），金属氢氧化物的添加量需要达到50%。然而，这会导致EVA 的机械性能大幅度下降。

坡缕石的显微结构呈现基本结构单元棒晶（棒晶呈针状）或单元棒晶紧密平行聚集而成的棒晶簇，它们有与长度方向一致的微孔，孔内含有阻燃元素镁、铝、硅酸盐以及不同类型的水（结晶水、羟基结构水、沸石分子水和包结水）。在受热过程中，这些水能够带走热量并稀释空气，另外坡缕石所含的金属氧化物能够致密的覆盖在燃烧物表面，使得其他阻燃剂所形成的碳层更加紧密。另外，坡缕石本身不挥发，效果持久、价格低廉、烟雾小，兼有阻燃、抑烟和降低有毒气体的功能，是一种比较好的无公害阻燃材料。但是，单一的坡缕石作为阻燃剂直接添加到EVA中，要达到比较高的阻燃等级（UL-94:V-0 ），erqiew 添加量比较大，大量坡缕石原土的添加会改变EVA的相容性和力学性能，从而导致它的使用性能下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种次磷酸铝掺杂改性坡缕石阻燃剂的制备方法；

本发明的另一目的是提供上述次磷酸铝掺杂改性坡缕石阻燃剂在生产阻燃型乙烯-醋酸乙烯脂共聚物（EVA）的应用。

一、次磷酸铝掺杂改性坡缕石

本发明制备次磷酸铝掺杂改性坡缕石的方法，包括以下工艺步骤：

（1）将坡缕石原土粉粹充分分散于DMF-水混合溶液中，加入次亚磷酸钠；搅拌均匀后再加入三氯化铝溶液，升温至40~100℃，搅拌1h~6h，静置6~12h，离心过滤，蒸馏水洗涤，干燥，得到表面含有次磷酸铝的坡缕石复合材料PGS-AlHP。

DMF-水混合溶液中，DMF与水的体积比为：1:3~1:5。坡缕石原土与次亚磷酸钠的质量比为：1:0.28~1:1.7。坡缕石原土与三氯化铝的质量比为：1:0.2~1:1.3。

（2）在丙酮中，邻苯二甲酸酐与十八胺于40~60℃反应1~6h后，再加入步骤（1）制备的表面含有次磷酸铝的坡缕石复合材料PGS-AlHP，搅拌反应1~6h，离心过滤，蒸馏水洗涤，干燥，得到次磷酸铝掺杂改性坡缕石N@PGS-AlHP。

坡缕石与十八胺的质量比1: 0.3~1: 1；十八胺与邻苯二甲酸酐的质量比为为1:1~3:1。

二、掺杂和有机改性后坡缕石的结构和性能

下面对本发明次磷酸铝掺杂改性坡缕石N@PGS-AlHP的结构和性能进行分析说明，并与坡缕石原土作比较。