專利名稱：一種無鹵無磷環(huán)保協(xié)效阻燃劑及其用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及阻燃劑，具體涉及用于塑料或橡膠等高分子材料的無鹵無磷環(huán)保協(xié)效阻燃劑及其用途。
背景技術：
無機環(huán)保阻燃劑例如氫氧化鋁和氫氧化鎂由于在燃燒時不產(chǎn)生有毒氣體，近年來得到迅猛發(fā)展；但它們只有在高填充量下才能達到一定的阻燃效果，導致阻燃組成物的粘度上升、成型加工性變差，被阻燃材料的耐水性、電氣及力學性能降低。將有機硅與氫氧化鋁或氫氧化鎂協(xié)同使用，不僅可提高阻燃效率，而且能增加氫氧化鋁或氫氧化鎂在基材中的分散性，減少阻燃劑的用量。由于協(xié)效阻燃原理是高溫下金屬氧化物與聚硅氧烷結合形成玻璃陶瓷化保護阻燃層，從而取得良好協(xié)同阻燃效果，所以兩種物質結合的越緊密，協(xié)同效果越突出，最好是通過化學反應形成共價鍵形成一體。在此領域中目前市場化的產(chǎn)品有原GE公司(現(xiàn)在的邁圖公司)的SFR100以及道康寧公司的4-7081等，這兩個產(chǎn)品本質上都是超高分子量的聚硅氧烷，SFR100聚合度很高，粘度很大，使用時很不方便，4-7081的聚硅氧烷部分同樣聚合度高，粘度大，為了使用方便，把這些大分子的聚硅氧烷分散到氣相法二氧化硅粉體上，以氣相法二氧化硅作為載體作成粉末狀產(chǎn)品以方便實用。這類高分子量聚硅氧烷 阻燃劑只是與氫氧化鋁和氫氧化鎂等物理混合，不發(fā)生化學反應，所以結合并不緊密，基本上還是兩個物質，因此作為阻燃劑時彼此的協(xié)效作用并不顯著，導致加入量需要在氫氧化鋁和氫氧化鎂重量比的5%甚至10%以上才會表現(xiàn)出顯著協(xié)同阻燃效果。而且高加入量常常導致擠出機螺桿打滑等加工困難。綜上所述，市場上需要一種更高效，且使用方便的有機硅環(huán)保協(xié)效阻燃劑。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中的缺陷提供一種無鹵無磷環(huán)保協(xié)效阻燃劑。本發(fā)明是在一定聚合度的硅氧烷分子鏈上接枝上可與氫氧化鋁和氫氧化鎂表面發(fā)生化學反應形成牢固化學鍵的反應基團，從而合成出全新的有機硅低聚物高效環(huán)保協(xié)效阻燃劑，由于保留了一定的硅氧烷聚合度，又可以與氫氧化鋁和氫氧化鎂等物質緊密結合形成一體，在很小的加入量下(氫氧化鋁、氫氧化鎂重量的O. 5-1%)即可取得突出的協(xié)效阻燃效果，而且產(chǎn)品為粘度較低的液體，使用方便。本發(fā)明首先提供了一種無鹵無磷協(xié)效阻燃劑，以接枝改性的聚硅氧烷作為協(xié)效阻燃成分，所述接枝改性的聚硅氧烷的主鏈Si上接枝有對Mg (OH)2或AL (OH)3表面羥基具有反應活性的基團，所述接枝改性的聚硅氧烷的接枝率為O. 001-50%,所述接枝改性的聚硅氧烷重均分子量Mw為80-7000000g/mol。所述對Mg (OH)2 *AL (OH)3表面羥基具有反應活性的基團選自乙酰氧基，氨丙基，輕基，焼氧基，異氰I酸醋基丙基。所述焼氧基選自甲氧基，乙氧基，甲氧基乙氧基，異丙氧基，丁氧基等。進一步的，所述接枝改性的聚硅氧烷含有以下結構單元
權利要求
1.一種無鹵無磷協(xié)效阻燃劑，以接枝改性的聚硅氧烷作為協(xié)效阻燃成分，所述接枝改性的聚硅氧烷的主鏈Si上接枝有對Mg (OH)2或AL (OH)3表面羥基具有反應活性的基團，所述接枝改性的聚硅氧烷的接枝率為O. 001-50%，所述接枝改性的聚硅氧烷重均分子量Mw為 80-7000000g/mol。
2.如權利要求1所述無鹵無磷協(xié)效阻燃劑，其特征在于，所述對Mg(OH)2 *AL (OH)3表面羥基具有反應活性的基團選自乙酰氧基，氨丙基，羥基，烷氧基和異氰酸酯基丙基。
3.如權利要求1所述無鹵無磷協(xié)效阻燃劑，其特征在于，所述接枝改性的聚硅氧烷含有以下結構單元
4.如權利要求3所述的無鹵無磷協(xié)效阻燃劑，其特征在于，所述R選自乙酰氧基，氨丙基，羥基，烷氧基和異氰酸酯基丙基，所述W選自C1-C20的烷基，苯基，環(huán)氧丙基，甲基丙烯酰氧基丙基，環(huán)己基丙基，乙酰氧基，羥基和烷氧基。
5.如權利要求3所述的無鹵無磷協(xié)效阻燃劑，所述接枝改性的聚硅氧烷選自以下任a.所述W為甲基，R為氨丙基；b.所述W為苯基，R為烷氧基或乙酰氧基，所述烷氧基選自乙酰氧基，甲氧基，乙氧基，甲氧基乙氧基，異丙氧基和丁氧基；c.所述W為燒基或乙酸氧基，R為燒氧基，所述燒基選自甲基，乙基，丙基，丁基，戍基，己基，庚基，辛基，壬基，癸基，11碳烷基，12碳烷基，13碳烷基，14碳烷基，15碳烷基，16碳燒基，17碳燒基，18碳燒基，19碳燒基和20碳燒基，所述燒氧基選自甲氧基，乙氧基，甲氧基乙氧基，異丙氧基和丁氧基；d.所述W為環(huán)氧丙基,R為燒氧基,所述燒氧基選自甲氧基，乙氧基，甲氧基乙氧基,異丙氧基和丁氧基；e.所述W為環(huán)己基丙基,R為燒氧基,所述燒氧基選自甲氧基，乙氧基，甲氧基乙氧基，異丙氧基和丁氧基。f.所述W為甲基丙烯酰氧基丙基，R為烷氧基，所述烷氧基選自甲氧基，乙氧基，甲氧基乙氧基，異丙氧基，丁氧基。g.所述W為烷氧基，R為異氰酸酯基丙基，所述烷氧基選自甲氧基，乙氧基，甲氧基乙氧基，異丙氧基和丁氧基；h.所述W選自羥基，C1-C20的烷基，苯基，環(huán)氧丙基，甲基丙烯酰氧基丙基或環(huán)己基丙基，R為羥基。
6.如權利要求1所述的無鹵無磷協(xié)效阻燃劑，其特征在于，所述接枝改性的聚硅氧烷重均分子量Mw 范圍為 100-100000g/mol，較佳為 200-70000g/mol，更優(yōu)選 200-10000g/mol，再優(yōu)選 300-5000g/mol。
7.如權利要求1所述的無鹵無磷協(xié)效阻燃劑，其特征在于，所述接枝改性的聚硅氧烷的接枝率為O. 1-40%,更優(yōu)選1-35%，再優(yōu)選5-30%。
8.如權利要求1-7任一權利要求所述的無鹵無磷協(xié)效阻燃劑的用途，選自以下任一 1)用作無機阻燃劑的協(xié)效阻燃劑； 2)用于制備無鹵阻燃材料； 3)用于制備阻燃劑組合物。
9.如權利要求8所述的用途，其特征在于，所述無機阻燃劑選自表面具有羥基的無機阻燃劑。
10.如權利要求9所述的無鹵無磷協(xié)效阻燃劑，其特征在于，所述表面具有羥基的無機阻燃劑選自氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼系阻燃劑或銻系阻燃劑。
11.如權利要求8所述的用途，其特征在于，所述無鹵阻燃材料為無鹵阻燃電纜料、建筑用阻燃塑料板材或其它工業(yè)用無鹵阻燃材料。
12.如權利要求11所述的用途，其特征在于，在用于制備無鹵阻燃材料時，所述無鹵無磷協(xié)效阻燃劑中接枝改性的聚硅氧烷的加入量為無鹵阻燃材料中阻燃劑總重量的O.2-1. 5%，較優(yōu)的為O. 4-1%，更優(yōu)的為O. 5-1%。
13.如權利要求12所述的用途，其特征在于，所述無鹵阻燃材料中的阻燃劑為氫氧化鎂和/或氫氧化鋁。
14.一種阻燃劑組合物，包括無機阻燃劑及權利要求1-7任一所述無鹵無磷協(xié)效阻燃劑中所述的接枝改性的聚硅氧烷。
15.如權利要求14所述的阻燃劑組合物，其特征在于，包括下列重量份的組分 無機阻燃劑 100份 接枝改性的聚硅氧烷 0. 2-1份；較佳的為0. 4-1份；更佳的為0. 5-1份。
16.如權利要求15所述的阻燃劑組合物，其特征在于，所述無機阻燃劑選自表面具有羥基的無機阻燃劑。
17.如權利要求16所述的阻燃劑組合物，其特征在于，所述表面具有羥基的無機阻燃劑選自氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼系阻燃劑和銻系阻燃劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無鹵無磷協(xié)效阻燃劑及其用途。本發(fā)明的無鹵無磷協(xié)效阻燃劑以接枝改性的聚硅氧烷作為協(xié)效阻燃成分，所述接枝改性的聚硅氧烷的主鏈Si上接枝有對Mg(OH)2或AL(OH)3表面羥基具有反應活性的基團，所述接枝改性的聚硅氧烷的接枝率為0.001-50%，所述接枝改性的聚硅氧烷重均分子量Mw為80-7000000g/mol。本發(fā)明的無鹵無磷協(xié)效阻燃劑環(huán)保、高效，可以很小的劑量與其它環(huán)保類無機阻燃劑例如氫氧化鎂，氫氧化鋁等配合使用，在不降低最終被添加體系機械性能的同時顯著提高體系的阻燃性能。
文檔編號C08L23/08GK103044919SQ20121055988
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權日2012年12月20日
發(fā)明者姜文 申請人:涌奇材料技術(上海)有限公司