镁铝层状双氢氧化物协同氧化锑复配阻燃剂制造技术

本发明专利技术公开了一种镁铝层状双氢氧化物协同氧化锑复配阻燃剂，包括以下原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯、三氧化二锑、镁铝层状双氢氧化物、碱式碳酸盐、有机溴化铵、甲基硅油、丙烯酸酯、分散剂，所述的碱式碳酸盐、有机溴化铵的质量比为（0.1‑2.5）:（0.5‑5），所述的甲基硅油、丙烯酸酯的质量比为（0.5‑5）:（0.5‑3）。本发明专利技术通过改性技术和复配技术实现用改性镁铝层状双氢氧化物对氧化锑的替代，同时通过引入卤素原子与三氧化二锑可形成协同阻燃体系，有效提高复配阻燃剂的各项性能。

【技术实现步骤摘要】
镁铝层状双氢氧化物协同氧化锑复配阻燃剂
本专利技术属于阻燃剂制备
，具体涉及一种镁铝层状双氢氧化物协同氧化锑复配阻燃剂。
技术介绍
多卤代联苯等传统卤系阻燃剂在使用和回收焚化过程中会释放出二嗯英类环境污染物，是高毒致癌物。我国＂十一五＂国家科技支撑计划将开发无卤镁系、氢系和磷系等环保型阻燃剂新产品列为重点支持项目。目前发达国家的无机阻燃剂的应用量达50％以上，主要是Al(OH)3和Mg(OH)2。而我国市场中依旧是卤系阻燃剂占多数，今后将大力发展无机阻燃剂。同时，全球三大卤系阻燃剂供应公司也在转向无机阻燃剂的开发。在无机阻燃中产量最大的阻燃剂是氢氧化镁和氢氧化铝。这类物质具有热稳定性好、阻燃、无毒、不挥发、不产生腐蚀性气体、发烟量小、不产生二次污染等优点，当加入到聚合物中，兼具填充、阻燃和抑烟三重功能。两者都是添加型阻燃剂，其阻燃机理大致相同。但是该类阻燃剂要想达到较好的阻燃效果添加量往往要达到50%以上，而高添加量使得阻燃剂在聚合物材料中的分散性和相容性差，大大影响了材料的力学性能。因此往往通过超细化和表面改性来提高阻燃性能和改善相容性。近年来，随着微孔、介孔材料、无机-有机、无机-无机纳米复合材料研究的深入，一种多功能无机化合物——层状化合物的研究又成为人们关注的热点。层状化合物的结构具有特殊性，其本身是一种特殊的纳米结构，同时又可作为制备无机-无机、无机-有机纳米复合材料的母体材料，可为合成新纳米结构提供新的思路。此外，层状化合物及其改性材料在离子交换、吸附、传导、分离和催化等诸多领域具有广阔的应用前景,关于层状化合物改性及其应用研究吸引着大量研究者的目光。层状双金属氢氧化物（简写为LDHs）是一种具有类水滑石层状结构的典型阴离子型层状化合物，具有独特的结构和组成特点，在高分子阻燃材料方面展现出良好的应用价值和应用前景。目前，因镁铝型层状双氢氧化物（MgAl-LDHs）的特殊层状结构使其在聚合物阻燃方面应用广泛，其结合了氢氧化镁和氢氧化铝的阻燃优势，成为了最具研究价值的无机无卤阻燃燃剂。通过层板渗杂和层间插层技术适当并适量的引入其他二价或三价金属离子来构筑新的LDHs，对丰富聚合物／层状氢氧化物种类，扩大其阻燃应用具有十分重要的意义。但是目前对该类化合物的改性仍然存在一些问题：譬如（1）利用层板惨杂合成新型LDHs时，层板离子的种类和渗杂浓度影响层状结构的平衡，容易导致层板究塌。（（2）单纯的MgAl-LDHs阻燃效果不够理想且却没有抗紫外老化性能，而聚合物长期暴露在光照下极易老化而失效。（3）LDHs阻燃剂与聚合物的究容性差，要达到较好的阻燃效果往往需要较大的添加量，使得聚合的力学性能下降。针对上述问题，对LDHs层板掺杂和表面负载，制备复合型LDHs，探究掺杂粒子对LDH结构的影响，对拓宽其在阻燃领域的应用具有重大意义。锑是一种用途广泛的不可再生战略性稀有金属，是我国十大稀有战略金属中最为稀缺的品种，是我国采取保护性开采的战略金属之一。目前全球锑的消费主要在锑系阻燃剂领域，约占全球锑消耗量的70%，占三氧化二锑消耗量的80%以上。由于锑矿的采选冶处于无序状态，私挖滥采、采富丢贫、初级产品多、高附加值产品少外加无序竞争等因素，我国锑矿消耗速度远远大于可采储量的增长速度。我国锑储量占世界总储量的70%，然而锑品产量却占世界总产量的80%以上。锑消耗速度过快致使储备量逐年减少，后备基地已明显不足。据有关权威预测，目前的锑矿资源如不加强管理，将在未来十年消耗殆尽，我国锑资源的优势也将随之消失。如何使我国锑产业走上可持续的发展道路，是当前锑行业的首要问题。除了国家出台相关保护限制政策外，通过科技攻关研发相关深加工产品、全替代或部分替代产品，调整甚至改变锑品消费结构是解决措施之一。
技术实现思路
本专利技术提供一种镁铝层状双氢氧化物协同氧化锑复配阻燃剂，以解决改性方面等问题，以提高产品的阻燃效果。为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种镁铝层状双氢氧化物协同氧化锑复配阻燃剂，包括以下原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯、三氧化二锑、镁铝层状双氢氧化物、碱式碳酸盐、有机溴化铵、甲基硅油、丙烯酸酯、分散剂；所述的碱式碳酸盐、有机溴化铵的质量比为（0.1-2.5）:（0.5-5）；所述的甲基硅油、丙烯酸酯的质量比为（0.5-5）:（0.5-3）。以上技术方案的原理：改性三氧化二锑中甲基硅油是一种不同聚合度链状结构的聚有机硅氧烷，其可与粉体表面的羟基形成化学键；丙烯酸酯在高温下可与聚对苯二甲酸丁二醇酯进行化学键和，利用甲基硅油、丙烯酸酯按质量比为（0.5-5）:（0.5-3）对三氧化二锑进行改性，可进一步提高三氧化二锑在树脂中的分散性和相容性，进而提高样品阻燃协效性；改性镁铝层状双氢氧化物中镁铝碱式碳酸钾具有阻燃抑烟作用，可协同镁铝层状双氢氧化物进行阻燃协效性；十六烷基溴化铵为链状有机化合物，提高镁铝层状双氢氧化物的层间距，有利于片状的形成，从而形成阻隔作用，阻隔热氧及形成碳层，镁铝碱式碳酸钾、十六烷基溴化铵按质量比为（0.1-2.5）:（0.5-5）协同改性，进而提高复合阻燃效果。此外，镁铝层状双氢氧化物改性中引入溴原子，可与改性三氧化二锑形成溴锑协同阻燃，进而提高产品的阻燃性能。此外，聚对苯二甲酸丁二醇酯在本专利技术阻燃剂中起到捏合效果，有利于各阻燃组分（比如：改性三氧化二锑、改性镁铝层状双氢氧化物等）之间的融合，提高阻燃组分在基体中的分散性，更有利于配合下游产品的加工。同时，采用聚对苯二甲酸丁二醇酯可制备成阻燃母粒，其具有不易扬尘等优点。PBT作为载体树脂，通过熔融加热时，载体树脂和分散剂熔融流动，可与改性三氧化二锑、改性镁铝层状双氢氧化物粉体材料捏合，粉体分散至载体树脂当中，进而可制备阻燃剂。优选地，所述的镁铝层状双氢氧化物协同氧化锑复配阻燃剂，以质量份为单位，包括以下原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯10-25份、三氧化二锑50-85份、镁铝层状双氢氧化物5-30份、碱式碳酸盐0.1-2.5份、有机溴化铵0.5-5份、甲基硅油0.5-5份、丙烯酸酯0.5-3份、分散剂2-5份。更优选地，所述的镁铝层状双氢氧化物协同氧化锑复配阻燃剂，以质量份为单位，包括以下原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯12份、三氧化二锑70份、镁铝层状双氢氧化物10份、碱式碳酸盐0.5份、有机溴化铵1份、甲基硅油1.5份、丙烯酸酯1份、分散剂4份。优选地，所述的聚对苯二甲酸丁二醇酯的熔体质量流动速率为1-50g/10min。优选地，所述的三氧化二锑为全立方晶型。更优选地，所述的三氧化二锑平均粒径在1.0-5μm。再更优选地，所述的三氧化二锑纯度为99.60-99.85%，白度为95-99。优选地，所述碱式碳酸盐为镁铝碱式碳酸盐。优选地，所述有机溴化铵包括四丁基溴化铵、十六烷基溴化铵中的一种。优选地，所述的分散剂包括聚乙烯蜡、硅酮母粒中的一种。本专利技术具有以下有益效果：（1）由实施例1-3和对比例8的数据可见，施用实施例1-3镁铝层状双氢氧化物协同氧化锑复配阻燃剂的样品的氧指数、垂直燃烧性能、烟密度、冲击强度、拉伸强度明显提高；同时由实施例1-3的数据可见，实施例2为最优实施例。（2）由实施例2和对比例1-3的数据可见，甲基硅油、丙烯酸酯在改性三氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镁铝层状双氢氧化物协同氧化锑复配阻燃剂，其特征在于，包括以下原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯、三氧化二锑、镁铝层状双氢氧化物、碱式碳酸盐、有机溴化铵、甲基硅油、丙烯酸酯、分散剂；所述的碱式碳酸盐、有机溴化铵的质量比为（0.1‑2.5）:（0.5‑5）；所述的甲基硅油、丙烯酸酯的质量比为（0.5‑5）:（0.5‑3）。

【技术特征摘要】
1.一种镁铝层状双氢氧化物协同氧化锑复配阻燃剂，其特征在于，包括以下原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯、三氧化二锑、镁铝层状双氢氧化物、碱式碳酸盐、有机溴化铵、甲基硅油、丙烯酸酯、分散剂；所述的碱式碳酸盐、有机溴化铵的质量比为（0.1-2.5）:（0.5-5）；所述的甲基硅油、丙烯酸酯的质量比为（0.5-5）:（0.5-3）。2.根据权利要求1所述的镁铝层状双氢氧化物协同氧化锑复配阻燃剂，其特征在于，以质量份为单位，包括以下原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯10-25份、三氧化二锑50-85份、镁铝层状双氢氧化物5-30份、碱式碳酸盐0.1-2.5份、有机溴化铵0.5-5份、甲基硅油0.5-5份、丙烯酸酯0.5-3份、分散剂2-5份。3.根据权利要求1所述的镁铝层状双氢氧化物协同氧化锑复配阻燃剂，其特征在于，以质量份为单位，包括以下原料：聚对苯二甲酸丁二醇酯12份、三氧化二锑70份、镁铝层状双氢氧化物10份、碱式碳酸盐0.5份、有机溴化铵1份、甲基硅油1.5份、丙烯酸酯1份、分散剂4份。4.根据权利要求1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷圆，戴新，蓝莉荔，王涛，潘善初，
申请(专利权)人：广西华锑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西,45