本發(fā)明涉及具有阻燃效果的氫氧化鎂材料
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種導(dǎo)熱阻燃劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：阻燃劑在日常用品中應(yīng)用廣泛。阻燃劑分為含鹵阻燃劑和無鹵阻燃劑。含鹵阻燃材料在阻燃過程中會產(chǎn)生大量的煙霧和有毒的腐蝕性鹵化氫氣體，造成成二次危害，因而逐漸被禁用。無鹵阻燃劑主要以磷系化合物和金屬氫氧化物為主。其中氫氧化鎂是一種新型填充型阻燃劑，通過受熱分解時釋放出結(jié)合水，吸收大量的潛熱，來降低它所填充的合成材料在火焰中的表面溫度，具有抑制聚合物分解和對所產(chǎn)生的可燃氣體進行冷卻的作用。然而，目前的阻燃劑僅具有阻燃的效果，當(dāng)將阻燃劑加入聚合物基材制成導(dǎo)熱塑料時，往往難以同時兼具導(dǎo)熱的性能，而無法滿當(dāng)前導(dǎo)熱塑料領(lǐng)域?qū)?dǎo)熱與阻燃雙重需求。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種兼具導(dǎo)熱和阻燃效果的導(dǎo)熱阻燃劑及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。本發(fā)明提供一種導(dǎo)熱阻燃劑的制備方法，其包括如下步驟：(a)稱取主材、輔材和第一助劑，并將該主材、輔材和第一助劑于第一溫度下混合得到預(yù)制體，其中所述主材包括球狀氫氧化鎂和纖維狀結(jié)構(gòu)，球狀氫氧化鎂與纖維狀結(jié)構(gòu)的質(zhì)量比為5:1～20:1；(b)通過第二助劑對所述預(yù)制體于第二溫度下進行改性并干燥得到所述導(dǎo)熱阻燃劑。優(yōu)選的，步驟(a)中所述纖維狀結(jié)構(gòu)為針狀氫氧化鎂、玻璃纖維、纖維狀硅灰石中的一種或者多種，所述輔材為玻璃纖維、硅灰石、氧化鋁、碳化硅、氮化硅、氮化鋁中的一種或者多種，所述第一助劑為乙烯基硅烷、氨基硅烷、環(huán)氧基硅烷、酰氧基硅烷、聚硅氧烷、硬脂酸、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、鋁酸酯、鈦酸酯中的一種或者多種。優(yōu)選的，步驟(a)中所述主材與輔材的質(zhì)量比例為(85～95):(5～15)，所述第一助劑的質(zhì)量為所述主材與輔材的總質(zhì)量的0.2％～2％。優(yōu)選的，步驟(a)中所述第一溫度為70攝氏度～85攝氏度。優(yōu)選的，步驟(b)中所述第二助劑為乙烯基硅烷、氨基硅烷、環(huán)氧基硅烷、酰氧基硅烷、聚硅氧烷、硬脂酸、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、鋁酸酯、鈦酸酯中的一種或者多種。優(yōu)選的，步驟(b)所述第二助劑的質(zhì)量為所述主材與輔材的總質(zhì)量的0.5％～5％。優(yōu)選的，步驟(b)所述第二溫度為85攝氏度～110攝氏度。本發(fā)明還提供一種采用上述制備方法得到的導(dǎo)熱阻燃劑，所述導(dǎo)熱阻燃劑包括多個球狀顆粒以及多個纖維狀結(jié)構(gòu)，該多個纖維狀結(jié)構(gòu)均勻分布于多個球狀顆粒之間并與相鄰的球狀顆粒搭接，所述球狀顆粒的粒徑為2微米～60微米。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本制備方法具有以下優(yōu)點：第一，通過在球狀氫氧化鎂中加入纖維狀結(jié)構(gòu)，搭配形成的球針狀復(fù)合導(dǎo)熱體系中纖維狀結(jié)構(gòu)可均勻分散于球狀氫氧化鎂中，纖維狀結(jié)構(gòu)可起到連接的作用，利于熱量傳導(dǎo)，因而該導(dǎo)熱阻燃劑具有良好的導(dǎo)熱效果；第二，通過依次加入第一助劑、第二助劑，該第一助劑以及第二助劑可對主料進行表面處理和改性，可使得氫氧化鎂主料具有較好的相容性，因而得到的導(dǎo)熱阻燃劑易于與塑料樹脂混料。該得到的導(dǎo)熱阻燃劑中主料氫氧化鎂具有完美的微觀晶型結(jié)構(gòu)，喂料不架橋，易于與塑料樹脂混料。當(dāng)將該導(dǎo)熱阻燃劑與樹脂混合制備導(dǎo)熱塑料時，該導(dǎo)熱阻燃劑與塑料樹脂相容性好，徹底解決了氫氧化鎂喂料難、分散性差的缺點。經(jīng)實驗證明，所述導(dǎo)熱阻燃劑在導(dǎo)熱材料中添加的重量比50％即可達到V0級，且得到的導(dǎo)熱塑料點燃時煙霧小、無氣味、抗滴落。該導(dǎo)熱阻燃劑材料無毒，低VOC，材料生產(chǎn)過程無廢水，廢氣，廢液的排放。附圖說明圖1及圖2為本發(fā)明實施例1制備的導(dǎo)熱阻燃劑的不同放大倍數(shù)的掃描電鏡照片。具體實施方式下面將對本發(fā)明實施方式中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式僅僅是本發(fā)明一部分實施方式，而不是全部的實施方式?；诒景l(fā)明中的實施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施方式，都屬于本發(fā)明保護的范圍。本發(fā)明提供了一種導(dǎo)熱阻燃劑的制備方法，其包括如下步驟：(a)稱取主材、輔材和第一助劑，并將該主材、輔材和第一助劑于第一溫度下混合得到預(yù)制體，其中所述主材包括球狀氫氧化鎂和纖維狀結(jié)構(gòu)，球狀氫氧化鎂與纖維狀結(jié)構(gòu)的質(zhì)量比為5:1～20:1；(b)將所述預(yù)制體與第二助劑于第二溫度下混合并干燥得到所述導(dǎo)熱阻燃劑。在步驟(a)中，所述主材中引入纖維狀結(jié)構(gòu)的目的在于，利用纖維狀結(jié)構(gòu)這一特殊結(jié)構(gòu)而在多個球狀氫氧化鎂之間進行搭接，形成球針狀導(dǎo)熱體系，其具有較好的導(dǎo)熱效果。所述纖維狀結(jié)構(gòu)為針狀氫氧化鎂、玻璃纖維、纖維狀硅灰石中的一種或者多種。為了實現(xiàn)更好的導(dǎo)熱效果，所述球狀氫氧化鎂與纖維狀結(jié)構(gòu)的質(zhì)量比優(yōu)選為10:1～20:1。所述輔材的添加目的為提高導(dǎo)熱性能。所述輔材為玻璃纖維、硅灰石、氧化鋁、碳化硅、氮化硅、氮化鋁中的一種或者多種。所述第一助劑的添加目的為提高其阻燃性能。所述第一助劑為乙烯基硅烷、氨基硅烷、環(huán)氧基硅烷、酰氧基硅烷、聚硅氧烷、硬脂酸、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、鋁酸酯、鈦酸酯中的一種或者多種，優(yōu)選為聚硅氧烷。所述主材與輔材的質(zhì)量比例為(85～95):(5～15)。優(yōu)選的，為了使輔材填充于主材球狀結(jié)構(gòu)之間，更有效率的傳導(dǎo)熱量，進一步提高導(dǎo)熱效果，所述主材與輔材的質(zhì)量比例為(85～90):(10～15)。所述第一助劑的質(zhì)量為所述主材與輔材的總質(zhì)量的0.2％～2％。優(yōu)選的，為了實現(xiàn)更好的表面處理效果，所述第一助劑的質(zhì)量為所述主材與輔材的總質(zhì)量的0.2％～1％。所述第一溫度為70攝氏度～85攝氏度。在步驟(b)中，所述第二助劑的添加目的為對主材以及輔材的表面進行改性，使其與塑料樹脂混合時提高其相容性。所述第二助劑為乙烯基硅烷、氨基硅烷、環(huán)氧基硅烷、酰氧基硅烷、聚硅氧烷、硬脂酸、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、鋁酸酯、鈦酸酯中的一種或者多種，優(yōu)選為，硅烷材料。所述第二助劑的質(zhì)量為所述主材與輔材的總質(zhì)量的0.5％～5％。優(yōu)選的，為了實現(xiàn)更好的相容性效果，所述第二助劑的質(zhì)量為所述主材與輔材的總質(zhì)量的0.5％～1％。所述第二溫度為85攝氏度～110攝氏度。本發(fā)明還提供一種采用上述制備方法得到的導(dǎo)熱阻燃劑。請參閱圖1及圖2，所述導(dǎo)熱阻燃劑包括多個球狀顆粒以及多個纖維狀結(jié)構(gòu)，該多個纖維狀結(jié)構(gòu)均勻分布于多個球狀顆粒之間并與相鄰的球狀顆粒搭接。所述球狀顆粒的主要成分為球狀氫氧化鎂。所述針狀結(jié)構(gòu)的主要成分為針狀氫氧化鎂、玻璃纖維、纖維狀硅灰石中的一種或者多種。在制備的過程中，球狀氫氧化鎂和纖維狀結(jié)構(gòu)的表面附著輔材、第一助劑和第二助劑，最終各組分緊密結(jié)合在一起。所述球狀顆粒的粒徑為2微米～60微米。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本制備方法具有以下優(yōu)點：第一，通過在球狀氫氧化鎂中加入纖維狀結(jié)構(gòu)，搭配形成的球針狀復(fù)合導(dǎo)熱體系中纖維狀結(jié)構(gòu)可均勻分散于球狀氫氧化鎂中，纖維狀結(jié)構(gòu)可起到連接的作用，利于熱量傳導(dǎo)，因而該導(dǎo)熱阻燃劑具有良好的導(dǎo)熱效果；第二，通過依次加入第一助劑、第二助劑，該第一助劑以及第二助劑可對主料進行表面處理和改性，可使得氫氧化鎂主料具有較好的相容性，因而得到的導(dǎo)熱阻燃劑易于與塑料樹脂混料。該得到的導(dǎo)熱阻燃劑中主料氫氧化鎂具有完美的微觀晶型結(jié)構(gòu)，喂料不架橋，易于與塑料樹脂混料。當(dāng)將該導(dǎo)熱阻燃劑與樹脂混合制備導(dǎo)熱塑料時，該導(dǎo)熱阻燃劑與塑料樹脂相容性好，徹底解決了氫氧化鎂喂料難、分散性差的缺點。經(jīng)實驗證明，所述導(dǎo)熱阻燃劑在導(dǎo)熱材料中添加的重量比50％即可達到V0級，且得到的導(dǎo)熱塑料點燃時煙霧小、無氣味、抗滴落。下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的導(dǎo)熱阻燃劑及其制備方法進行說明：實施例1：稱取主材、輔材和第一助劑，并將該主材、輔材和第一助劑于大約80攝氏度下在高速攪拌機中混合得到預(yù)制體，其中所述主材包括球狀氫氧化鎂和針狀氫氧化鎂，球狀氫氧化鎂與針狀氫氧化鎂的質(zhì)量比為20:1，輔材為硅灰石，第一助劑為聚硅氧烷，所述主材與輔材的質(zhì)量比例為85:15，所述第一助劑的質(zhì)量為所述主材與輔材的總質(zhì)量的5％。將所述預(yù)制體與第二助劑于大約115攝氏度下混合并干燥得到所述導(dǎo)熱阻燃劑。其中，第二助劑為乙烯基硅烷，所述第二助劑的質(zhì)量為所述主材與輔材的總質(zhì)量的5％。將得到的導(dǎo)熱阻燃劑進行掃描電鏡測試。請參閱,1及圖2，由圖1及圖2可見，該多個針狀結(jié)構(gòu)均勻分布于多個球狀顆粒之間并與相鄰的球狀顆粒搭接，所述球狀顆粒的粒徑為2微米～60微米。將該得到的導(dǎo)熱阻燃劑應(yīng)用至導(dǎo)熱塑料中，并同時用市售的常規(guī)氫氧化鎂進行對比例1。配方如下表1。表1實施例1對比例1PA6樹脂35.835.8導(dǎo)熱阻燃劑51.6---常規(guī)氫氧化鎂---51.6其他助劑6.66.6填料66表1中，其他助劑包括潤滑劑(乙烯石蠟或硬脂酸)以及增韌劑(POE彈性體或接枝POE)，遮光劑鈦白粉；填料為氧化鎂、氧化鋁和碳化硅。將上述表1得到的導(dǎo)熱塑料進行性能測試，結(jié)果見表2。表2由表2可見，相對于市售常規(guī)氫氧化鎂制成的導(dǎo)熱塑料而言，本實施例1導(dǎo)熱阻燃劑制成的導(dǎo)熱塑料的導(dǎo)熱性能有較大的提高，同時對其他的物理性能影響不大。以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。當(dāng)前第1頁1 2 3