[发明专利]一种基于改性LDHs的无卤复合阻燃剂的制备方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于改性LDHs的无卤复合阻燃剂的制备方法，包括将二价金属离子与三价金属离子加入到硅烷水解液中，在搅拌条件下缓慢加入碱溶液，再依次经过静置晶化、过滤和洗涤工序至中性后进行干燥以得到原位合成改性LDHs；将原位合成改性LDHs、氧化锑Sb₂O₃与无水乙醇混合球磨，以得到原位合成改性LDHs‑Sb₂O₃复合阻燃剂；将原位合成改性LDHs‑Sb₂O₃复合阻燃剂和聚丙烯PP材料加入到双辊开炼机熔融共混后用平板硫化机热压成型。本发明的原位合成改性LDHs具有较低的吸油值，分散性好，可有效提高其在PP聚合物基体中的相容性，在赋予PP材料良好阻燃性能的同时，又保持了良好的机械性能，具有重要的实际应用价值。

技术领域

本发明涉及负荷阻燃剂技术领域，具体涉及一种基于改性LDHs的无卤复合阻燃剂的制备方法及装置。

背景技术

传统的高聚物阻燃剂以卤锑系阻燃剂为代表，卤素具有较高的阻燃效率，同时卤锑构成协效系统，阻燃效果更加显著。但是，由于PP材料本身不含卤素，使得卤锑阻燃剂的添加量也相应较大，且卤锑阻燃剂的价格较高，成本相对较高；同时，卤锑阻燃剂在燃烧过程中会产生二次污染。

层状双金属氢氧化物(又称LDHs)，由于其良好的热稳定性、无卤、无毒、抑烟以及抑制熔滴的特性，目前在高聚物阻燃领域备受关注。但作为无机阻燃剂，现有的LDHs在作为复合阻燃剂也存在着两个明显的不足：

(1)由于LDHs粒径小、表面能高，根据吉布斯惰性原理，LDHs粒子易发生团聚，难以在复合材料的塑料基体中均匀分散；

(2)由于LDHs板层表面含有大量-OH，呈现出较强的极性和亲水疏油性，使其与非极性PP聚合物基体间的相容性较差，从而使复合材料产生界面缺陷，导致复合材料的机械性能下降。

综上，现有的复合阻燃材料在提高复合材料阻燃效能的同时也带来了较高的机械性能损失，成为当前添加型高聚物阻燃剂或复合阻燃剂的研究热点领域之一。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于改性LDHs的无卤复合阻燃剂的制备方法及装置，以解决现有复合阻燃剂存在的阻燃性能差、与高聚物基体间相容性低，以及难以实现在提高复合材料阻燃效能的同时，尽可能减少机械性能的损失的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种基于改性LDHs的无卤复合阻燃剂的制备方法，包括步骤：

S100、将二价金属离子与三价金属离子加入到硅烷水解液中，在搅拌条件下缓慢加入碱溶液，再依次经过静置晶化、过滤和洗涤工序至中性后进行干燥以得到原位合成改性LDHs；

S200、将原位合成改性LDHs、氧化锑Sb₂O₃与无水乙醇混合球磨，以得到原位合成改性LDHs-Sb₂O₃复合阻燃剂；

S300、将原位合成改性LDHs-Sb₂O₃复合阻燃剂和聚丙烯PP材料加入到双辊开炼机熔融共混后用平板硫化机热压成型。

作为本发明的一种优选方案，在步骤S100中，所述二价金属离子包括Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Ti²⁺、Sn²⁺、Cr²⁺、Ni²⁺中的任意一种或两种；