[发明专利]硅酸铝包覆水滑石阻燃剂

说明书

本发明公开硅酸铝包覆水滑石阻燃剂，采用铝盐水溶液与硅酸盐水溶液以共沉淀方式在水滑石表面形成均匀而致密的硅酸铝包覆层，硅酸铝占阻燃剂总重量的5％～20％。将本发明制备的硅酸铝包覆水滑石应用于软质PVC阻燃，其拉伸强度、断裂伸长率、氧指数提高，烟密度等级降低，并可提高阻燃剂耐腐蚀性。

技术领域

本发明涉及硅酸铝包覆水滑石阻燃剂。

背景技术

随着全球安全环保意识的日益加强，人们对防火安全及制品阻燃的要求越来越高，无卤、低烟、低毒、高效的环保型阻燃剂已成为人们追求的目标。水滑石(LDHs)作为一种近年来被广泛应用的多功能塑料助剂，具有阻燃、抑烟、填充等功能，常用于软质PVC的阻燃、抑烟。由于水滑石自身存在易吸水和团聚等问题，在聚合物中分散性和相容性较差，且添加量较大阻燃抑烟效果不明显。目前一般采用硅烷偶联剂、酸酯类偶联剂等对其进行表面改性来提高其在聚合物中的分散性。硅酸铝作为一种硅酸盐，化学性质稳定，可分为无定形硅酸铝和晶型硅酸铝两类。若在微米水滑石表面包覆一层惰性无定型硅酸铝薄膜形成复合粉体，不仅可以提高水滑石的耐腐蚀性和热稳定性，还可以产生协同阻燃及抑烟性能，此外，通过包覆处理，改变了水滑石表面粗糙度，提高了水滑石与聚合物基体的接触面积，提高了复合材料力学性能。该阻燃剂应用于软质PVC，可显著提高复合材料力学性能、阻燃及抑烟性能。

发明内容

本发明采用共沉淀法制备硅酸铝包覆水滑石复合粉体阻燃剂，其应用于聚合物阻燃时，可大大提高复合材料力学性能、阻燃及抑烟性能。

具体制备方法如下：将一定量水滑石置于四口反应瓶中，配成一定浓度的悬浮液，加热至一定温度，用稀酸调节其pH值，通过恒压滴液漏斗以一定速度向四口烧瓶中同时滴加铝盐和硅酸盐水溶液，继续搅拌并恒温反应一定时间。将反应产物抽滤，用去离子水反复洗涤三次、烘干、研磨、200目过筛。

所述水滑石悬浮液浓度范围为60～80g/L。

所述铝盐为硫酸铝或硝酸铝或氯化铝中的一种或几种，其[Al³⁺]浓度范围在0.04～1.0mol/L；所述的硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾或硅酸铷中的一种或几种，其[SiO₃^2-]浓度范围为0.06～1.5mol/L，滴加速度范围为1～4ml/min。

所述稀酸为稀盐酸或稀硫酸或稀硝酸中的一种或多种，调节pH值到4～6，所述反应温度为60～90℃，反应时间为2～6小时。

所述硅酸铝包覆水滑石阻燃剂中水滑石重量占比为80％～95％，硅酸铝重量占比为5％～20％。

具体实施方式

实施例1：

本实施例包括(1)水滑石悬浮液制备：将一定量水滑石置于四口反应瓶中，加入去离子水配成60g/L的悬浮液，用稀盐酸调节pH值到4，待用。(2)包覆液制备：称取硅酸钠1.95g，硫酸铝2.30g，配置[SiO₃^2-]浓度为0.1mol/L、[Al³⁺]浓度0.067mol/L的水溶液各50mL，待用。(3)包覆处理：将上述四口烧瓶搅拌并加热至65℃后，通过恒压滴液漏斗分别以1ml/min的速度同时向四口烧瓶中滴加上述两种包覆液，继续搅拌反应2h。(4)干燥与研磨：将反应产物抽滤，用去离子水反复洗涤、烘干、研磨、200目过筛、待用。

实施例2：