一種基于分解控制的水菱鎂石高效阻燃劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種水菱鎂石和PVC復(fù)配阻燃劑制備方法，屬于無機阻燃和有機協(xié)同 阻燃領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 水菱鎂石作為一種無機阻燃劑，具有無毒、無揮發(fā)、穩(wěn)定性好、經(jīng)濟環(huán)保、并且資源 豐富等優(yōu)點。水菱鎂石具有優(yōu)異的抑制氯化氫能力以及極佳消煙性能。
[0003]水菱鎂石是一種天然堿式碳酸鎂，是一種極性較強的無機化合物，由于其晶體內(nèi) 應(yīng)變使晶體表面帶有正電荷，具有親水性，晶粒趨向于二次凝聚，這樣即使被干燥，晶體內(nèi) 也存在著不可忽視的水分。
[0004] 雖然水菱鎂石作為阻燃劑具有無毒、無煙、抗酸、無腐蝕性、填充、分解溫度高、高 效促進基材成碳作用等優(yōu)點而廣泛受到關(guān)注。但是由于無機阻燃劑具有較強的極性和親水 性，與合成材料的相容性較差、添加量大，界面難以形成良好的結(jié)合和粘結(jié)，相互的作用力 很小，在開發(fā)和研究無機阻燃劑時，常常因為這個問題而導(dǎo)致阻燃效果低，力學(xué)性能下降等 問題。
[0005]-般采用偶聯(lián)劑對無機阻燃劑經(jīng)表面進行改性，無機阻燃劑經(jīng)表面處理后可以增 強粒子對合成材料基質(zhì)的親和力。如采用硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑處理水菱鎂石，但往 往對加工性能和力學(xué)性能的提高很微弱。若加入PVC可以可以改變水菱鎂石的分解行為， 可以使高溫區(qū)分解提前分解提高阻燃性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)，提供一種新的阻燃配方來提高阻燃性能。并 且使PP添加了這種阻燃劑得到的復(fù)合材料加工性能和力學(xué)性能均有顯著的提升，是一種 可操作性強，阻燃效率高的方法。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種基于分解控制的水菱鎂石高效 阻燃劑，其組成成分和質(zhì)量份數(shù)為下： 水菱鎂石 20-30份； 聚氯乙烯（PVC) 20-30份； 鈣鋅穩(wěn)定劑 2份； 氯化石蠟 3份； 其中所述的水菱鎂石為粒徑2~30μm以下的水菱鎂石。
[0008]其中所述的聚氯乙烯為聚合度較低，例如，分子量5W~11W，聚合度為800,聚合度 較低易加工。
[0009]其中所述的鈣鋅熱穩(wěn)定劑其特征在于其中所述鈣鋅穩(wěn)定劑為鈣鹽和鋅鹽復(fù)合而 成，其質(zhì)量比為1:1 ;其中鈣鹽為硬脂酸鈣，鋅鹽為硬脂酸鋅。
[0010] 其中所述的氯化石蠟作為阻燃助劑的增塑劑，同時也具有阻燃性、耐潮耐化學(xué)腐 蝕性。
[0011] 上述一種基于分解控制的水菱鎂石高效阻燃劑的制備方法，按照下述步驟進行： (1)按配比將PVC、鈣鋅穩(wěn)定劑、氯化石蠟和HM使用密煉機進行密煉溫度設(shè)定為190 °C。
[0012] ( 2)再用粉碎機粉碎過篩，得到的混合物即為水菱鎂石高效阻燃劑。
[0013] 上述一種基于分解控制的水菱鎂石高效阻燃劑，其特點在于通過PVC分解產(chǎn)生的 HCL促進HM提前分解，以起到高效阻燃作用。
[0014] 本發(fā)明具有的有益效果：水菱鎂石和PVC復(fù)配得到的阻燃劑有著良好的阻燃功 能，成本低。同時水菱鎂石可以吸收聚氯乙烯燃燒所釋放的HCL氣體，使其水菱鎂石的分解 行為發(fā)生變化，達到高效阻燃的效果。
[0015]
【具體實施方式】
[0016] 本發(fā)明所述的水菱鎂石其特征在于其中所述水菱鎂石為粒徑2~30μm以下，例如 萊州宏磊工貿(mào)有限公司提供的HM。
[0017] 其中所述的聚氯乙烯為聚合度較低例如，分子量5W~11W，聚合度為800,聚合度較 低易加工，例如常州市惠利貿(mào)易有限公司提供的牌號為S-700的PVC。
[0018] 其中所述的鈣鋅熱穩(wěn)定劑其特征在于其中所述鈣鋅穩(wěn)定劑為鈣鹽和鋅鹽復(fù)合而 成熱穩(wěn)定劑，其質(zhì)量比為1:1。例如鈣鹽為硬脂酸鈣、鋅鹽為硬脂酸鋅由廈門市締泉化工有 限公司提供。
[0019] 其中所述的氯化石蠟作為阻燃助劑的增塑劑，同時也具有阻燃性、耐潮耐化學(xué)腐 蝕性。例如蘇州賽帕漢特種油品有限公司提供。
[0020] 一種基于分解控制的水菱鎂石高效阻燃劑，按照下述步驟制備： (1)按配比將PVC、鈣鋅穩(wěn)定劑、氯化石蠟和HM使用密煉機進行密煉溫度設(shè)定為190 °C。
[0021] ( 2)再用粉碎機粉碎過篩，得到的混合物即為水菱鎂石高效阻燃劑。
[0022] 3. -種基于分解控制的水菱鎂石高效阻燃劑，其特點在于通過PVC分解產(chǎn)生的 HCL促進HM提前分解，以起到高效阻燃作用。
[0023] 實施例1 配方：聚氯乙烯30份，鈣鋅穩(wěn)定劑2份，氯化石蠟3份，水菱鎂石20份。
[0024] 按配比將聚氯乙烯、鈣鋅穩(wěn)定劑、氯化石蠟使用高速攪拌機進行混合，得到聚氯乙 烯混合物，再使用鼓風(fēng)烘箱或真空烘箱對其充分干燥，將干燥后的混合物(聚氯乙烯）和水 菱鎂石進行機械混合，即可得到水菱鎂石高效阻燃劑，再用粉碎機粉碎成粉末。然后將制 備的水菱鎂石高效阻燃劑與PP按一定比例進行混合密煉，設(shè)定密煉機溫度為190°C，轉(zhuǎn)速 20r/min，密煉5分鐘，得到的樣品使用平板硫化機進行壓片，壓片后通過裁成拉伸樣條和 氧指數(shù)測試樣條，按（GB/T1040-2006)和（GB/T2406-1993)標(biāo)準對其進行力學(xué)性能和氧指 數(shù)的測定。測定結(jié)果如表1。
[0025] 實施例2 配方：聚氯乙烯25份，鈣鋅穩(wěn)定劑2份，氯化石蠟3份，水菱鎂石25份，聚丙烯（PP)50 份 按配比將聚氯乙烯、鈣鋅穩(wěn)定劑、氯化石蠟使用高速攪拌機進行混合，得到聚氯乙烯混 合物，再使用鼓風(fēng)烘箱或真空烘箱對其充分干燥，將干燥后的混合物(聚氯乙烯）和水菱鎂 石進行機械混合，即可得到水菱鎂石高效阻燃劑，再用粉碎機粉碎成粉末。然后將制備的 水菱鎂石高效阻燃劑與PP按一定比例進行混合密煉，設(shè)定密煉機溫度為190°C，轉(zhuǎn)速20r/ min，密煉5分鐘，得到的樣品使用平板硫化機進行壓片，壓片后通過裁成拉伸樣條和氧指 數(shù)測試樣條，按（GB/T1040-2006)和（GB/T2406-1993)標(biāo)準對其進行力學(xué)性能和氧指數(shù)的 測定。測定結(jié)果如表1。
[0026] 實施例3 配方：聚氯乙烯20份，鈣鋅穩(wěn)定劑2份，氯化石蠟3份，水菱鎂石30份，聚丙烯（PP)50 份 按配比將聚氯乙烯、鈣鋅穩(wěn)定劑、氯化石蠟使用高速攪拌機進行混合，得到聚氯乙烯混 合物，再使用鼓風(fēng)烘箱或真空烘箱對其充分干燥，將干燥后的混合物(聚氯乙烯）和水菱鎂 石進行機械混合，即可得到水菱鎂石高效阻燃劑，再用粉碎機粉碎成粉末。然后將制備的 水菱鎂石高效阻燃劑與PP按一定比例進行混合密煉，設(shè)定密煉機溫度為190°C，轉(zhuǎn)速20r/ min，密煉5分鐘，得到的樣品使用平板硫化機進行壓片，壓片后通過裁成拉伸樣條和氧指 數(shù)測試樣條，按（GB/T1040-2006)和（GB/T2406-1993)標(biāo)準對其進行力學(xué)性能和氧指數(shù)的 測定。測定結(jié)果如表1。
[0027] 對比例1 配方：水菱鎂石50份，聚丙烯（PP) 50份 將水菱鎂石與PP按一定比例進行混合密煉，設(shè)定密煉機溫度為190°C，轉(zhuǎn)速20r/min， 密煉5分鐘。得到的樣品使用平板硫化機進行壓片，壓片后通過裁樣制成拉伸樣條和氧指 數(shù)測試樣條，按（GB/T1040-2006)和（GB/T2406-1993)標(biāo)準對其進行力學(xué)性能和氧指數(shù)的 測定。測定結(jié)果如表1。
[0028] 對比例2 配方：氫氧化鎂50份，聚丙烯（PP) 50份 將氫氧化鎂與PP按一定比例進行混合密煉，設(shè)定密煉機溫度為190°C，轉(zhuǎn)速20r/min， 密煉5分鐘。得到的樣品使用平板硫化機進行壓片，壓片后通過裁樣制成拉伸樣條和氧指 數(shù)測試樣條，按（GB/T1040-2006)和（GB/T2406-1993)標(biāo)準對其進行力學(xué)性能和氧指數(shù)的 測定。測定結(jié)果如表1。
[0029] 表1
從上表可以看出本發(fā)明制備的高效阻燃劑具有生產(chǎn)成本低，是一種可操作性強，提高 水菱鎂石的阻燃性等優(yōu)點。
【主權(quán)項】
1. 一種基于分解控制的水菱鎂石高效阻燃劑，其特征在于其組成成分和質(zhì)量份數(shù)為 下： 水菱鎂石（HM) 20-30份； 聚氯乙烯（PVC) 20-30份； 鈣鋅穩(wěn)定劑 2份； 氯化石蠟 3份。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分解控制的水菱鎂石高效阻燃劑，其特征在于其中 所述的水菱鎂石為粒徑2~30μm以下的水菱鎂石。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分解控制的水菱鎂石高效阻燃劑，其特征在于其中 所述的聚氯乙烯為聚合度較低，例如，分子量5W~11W，聚合度為800,聚合度較低易加工。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分解控制的水菱鎂石高效阻燃劑，其特征在于其中 所述的鈣鋅熱穩(wěn)定劑其特征在于其中所述鈣鋅穩(wěn)定劑為鈣鹽和鋅鹽復(fù)合而成，其質(zhì)量比為 1:1 ;其中鈣鹽為硬脂酸鈣，鋅鹽為硬脂酸鋅。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分解控制的水菱鎂石高效阻燃劑，其特征在于其中 所述的氯化石蠟作為阻燃助劑的增塑劑，同時也具有阻燃性、耐潮耐化學(xué)腐蝕性。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分解控制的水菱鎂石高效阻燃劑的制備方法，其特 征在于按照下述步驟進行： (1) 按配比將PVC、鈣鋅穩(wěn)定劑、氯化石蠟和HM使用密煉機進行密煉溫度設(shè)定為190 °C; (2) 再用粉碎機粉碎過篩，得到的混合物即為水菱鎂石高效阻燃劑。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于分解控制的水菱鎂石高效阻燃劑及其制備方法，屬于無機阻燃和有機協(xié)同阻燃領(lǐng)域。該材料按質(zhì)量份數(shù)由以下組成：20-30份的水菱鎂石（HM）、20-30份的聚氯乙烯（PVC）、2份鈣鋅熱穩(wěn)定劑、3份的氯化石蠟。其作用原理是PVC分解產(chǎn)生的HCL氣體會促進HM的分解通過配比結(jié)構(gòu)調(diào)控達到燃燒過程中HM分解性能好的作用，從而使該方法制備的阻燃劑具有高效的特點，并且這種方法生產(chǎn)成本低，是一種可操作性強，作用效果明顯的方法。
【IPC分類】C08K5/098, C08K3/26, C08L23/12, C08L27/06, C08L91/00
【公開號】CN105348668
【申請?zhí)枴緾N201510724150
【發(fā)明人】李錦春, 何俊杰, 張鑫
【申請人】常州大學(xué)
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2015年10月29日