[发明专利]一种塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂及其制备方法，所述的阻燃剂由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：改性聚有机硅氧烷45‑80份、气相白炭黑20‑32份、改性硅藻土8‑15份、表面处理剂2‑5份以及聚乙烯蜡1‑2份。与现有技术相比，本发明阻燃剂阻燃和抑烟效果良好，安全可靠，原料来源广，成本低，不含有毒添加剂，能够改善基材的机械加工和阻燃耐热性能，具有良好的增塑性，可有效降低发烟量和抑制二氧化碳产生，完全符合新型阻燃剂无卤无磷的环保要求。

技术领域

本发明属于阻燃技术领域，涉及一种塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂及其制备方法。

背景技术

众所众知，塑料作为合成的高分子材料，由于具有良好的成型性、成膜性、绝缘性和耐酸碱性及低透气性、透水性以及易着色等特点，现已广泛应用于人们生活的各个方面。然而，塑料与大多数高分子材料均属于易燃材料，燃烧时会产生大量烟雾、有毒气体，不仅污染环境，还会严重危害人们的身体健康，甚至使人中毒而死亡，这已成为人们日益关注的社会问题。为了尽最大努力来降低塑料的火灾隐患，因此如何提高塑料材料的阻燃性，现已成为当前塑料材料研究的一个急需解决的问题。

阻燃剂作为最重要的化工添加剂之一，广泛的应用于通用塑料、工程塑料及塑料合金、聚氨酯等当中。含卤阻燃剂具有阻燃效率高、添加量少等优点，目前仍然被广泛应用，但是由于含卤阻燃剂，特别是溴类阻燃剂在燃烧过程中发烟量大、燃烧释放大量有毒和有腐蚀性的气体，从而带来了巨大的环保压力。而有机磷系阻燃剂是目前市场上最主要的无卤阻燃剂种类，常常被用于工程塑料合金和聚氨酯当中，具有毒性小、发烟低等优点。但是有机磷系阻燃剂燃烧会释放出有腐蚀性的酸性物质，对基材和周围环境具有较大的腐蚀性，并且这类阻燃剂要达到UL V0的阻燃效果，添加量要达到10％以上，进而造成塑料合金的耐热性降低，韧性变差，机械强度下降，因此其应用范围也受到了一定的制约。无机阻燃剂具有价格低廉、阻燃、消烟等优点，是一类环保的阻燃剂，常被用于无卤阻燃的聚烯烃中。但是该类阻燃剂有无法克服的缺点，那就是要达到较好的阻燃级别，必须大量添加，通常大于50％，这就造成塑料比重严重升高，进而丧失比重小的优点，同时导致加工性能变差，韧性降低、进而限制了其应用的领域。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种经济实用性好，与塑料相容稳定性好，能有效兼顾塑料加工性能和机械性能的塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂。

本发明的另一个目的就是提供所述塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂，该阻燃剂由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：改性聚有机硅氧烷45-80份、气相白炭黑20-32份、改性硅藻土8-15份、表面处理剂2-5份以及聚乙烯蜡1-2份。

所述的改性聚有机硅氧烷的制备方法包括以下步骤：

步骤（I）：将琥珀树酯与聚酯树脂按8-12:1的质量比例均匀混合到一起，转移至混料机中，加热至120-140℃，先以1000-2000r/min转速搅拌30-50min，然后加入质量为聚酯树脂质量的1.5-2%的过氧化物，再以4000-5000r/min转速搅拌60-75min，自然冷却至室温，制得琥珀树酯与聚酯树脂的共混物；

步骤（II）：将琥珀树酯与聚酯树脂的共混物溶解于有机溶剂中，随后加热至130-136℃，再加入催化剂，随后加入聚有机硅氧烷、偶联剂，于30-40Mpa压力下、于135℃下恒温反应2-4h，随后减压、干燥，即制得改性聚有机硅氧烷。

步骤（I）中所述的聚酯树脂为聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述的过氧化物为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酰或过氧化十二酰中的一种或几种。

步骤（II）中所述的琥珀树酯与聚酯树脂的共混物在有机溶剂中的浓度为0.4-0.6g/mL，所述的聚有机硅氧烷与偶联剂、琥珀树酯的质量比为100:0.8-1.2:10。