一种聚合物表面处理的无机阻燃剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种聚合物表面处理的无机阻燃剂，由马来酸酐接枝聚丙烯乳液和无机阻燃剂混合制成，其原料包括如下重量份的组分：所述马来酸酐接枝聚丙烯乳液包括马来酸酐接枝聚丙烯1‑15份、去离子水1‑20份，所述无机阻燃剂85‑98份，所述马来酸酐接枝聚丙烯的马来酸酐接枝率为0.5‑10％。采用改性专用的聚合物经过乳化形成聚合物乳液，通过聚合物乳液对无机阻燃剂改性，经改性的阻燃剂具有优良的机械性能。

An inorganic flame retardant for polymer surface treatment and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种聚合物表面处理的无机阻燃剂及其制备方法
本专利技术涉及无机阻燃材料
，尤其涉及一种聚合物表面处理的无机阻燃剂及其制备方法。
技术介绍
氢氧化铝和氢氧化镁都是常用的填充型无机阻燃剂，主要应用于塑料，合成橡胶等聚合物制品的阻燃，用于生产电线电缆，铝塑复合板材等领域。氢氧化铝和氢氧化镁在常温下化学性质稳定，受热后吸热分解放出结晶水，延缓了聚合物的燃烧速度，放出的水蒸气冲淡燃烧的气体，过程中不产生有毒，可燃或有腐蚀性的气体。无机阻燃剂具有阻燃，阻滴，消烟等作用，其成本低，可以做填充材料，应用非常广泛。无机阻燃剂在应用过程中也表现出来较多的缺点，一是与聚合物相容性差，氢氧化铝和氢氧化镁强极性的亲水表面与油性的聚合物相容性差，超细的阻燃粉体分散困难；二是无机阻燃剂填充量大，认为无机阻燃剂的吸热量低于聚合物的燃烧热，较大量的阻燃剂才能带来阻燃效果。上述两个问题表现为阻燃剂加量少，阻燃效果不好，阻燃剂加量大，聚合物机械性能降低严重。为了解决上述问题，人们采用了偶联剂改性，接枝改性，包覆改性等方式。偶联剂改性主要采用硅烷偶联剂，钛酸酯偶联剂，硬脂酸等材料，这些偶联剂赋予无机阻燃剂良好的亲油性，使无机阻燃剂在聚合物中的分散变的更加容易，能够起到改善阻燃聚合物机械性能的作用。但这些偶联剂分子量都比较小，无法和主体聚合物形成有力的结合，对聚合物机械性能改进提升有限。接枝改性主要采用甲基丙烯酸甲酯等单体在无机阻燃剂表面原位共聚，增加阻燃剂与聚合物的相容性，该技术方案复杂，工业化实现难度大，成本高。包覆改性有溶剂法和混炼法，溶剂法是把表面改性专用聚合物通过溶剂溶解吸附在无机阻燃剂表面，溶剂的去除，回收利用成本较高，混炼法是把表面改性专用聚合物和无机阻燃剂进行混炼，中国专利201610739656.4采用就是混炼法，改性效果较好，其主要缺点是使用的改性材料量较大，该专利中表面改性专用聚合物的用量在11-25％之间，远远超过偶联剂改性1-3％的用量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种聚合物表面处理的无机阻燃剂及其制备方法，旨在克服目前无机阻燃剂改性过程中使用的偶联剂分子量偏小，以及聚合物混炼改性聚合物用量较大的问题。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种聚合物表面处理的无机阻燃剂，由马来酸酐接枝聚丙烯乳液和无机阻燃剂混合制成，其原料包括如下重量份的组分：所述马来酸酐接枝聚丙烯乳液包括马来酸酐接枝聚丙烯1-15份、去离子水1-20份，所述无机阻燃剂85-98份，所述马来酸酐接枝聚丙烯的马来酸酐接枝率为0.5-10％。进一步地，所述马来酸酐接枝聚丙烯乳液还包括非离子表面活性剂0.5-4份、中和碱0.1-0.5份。进一步地，所述无机阻燃剂为氢氧化铝或氢氧化镁。一种聚合物表面处理的无机阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：S1，称取马来酸酐接枝聚丙烯1-15份和非离子表面活性剂0.5-4份、中和碱0.1-0.5份和去离子水1-20份混合乳化并降温，制得马来酸酐接枝聚丙烯乳液；S2，称取无机阻燃剂85-98份与马来酸酐接枝聚丙烯乳液高速混合并脱水处理，制得聚合物改性阻燃剂。进一步地，步骤1的具体方法为，称取马来酸酐接枝聚丙烯1-15份和非离子表面活性剂0.5-4份、中和碱0.1-0.5份和去离子水1-20份加入高压反应釜，温度为150-200℃，转速为50-200rpm，搅拌时间10-60分钟，待降温后制得马来酸酐接枝聚丙烯乳液。进一步地，步骤2的具体方法为，称取无机阻燃剂85-98份，加入高速混合机中，低速旋转10-200rpm，维持5-30分钟后，逐步加入马来酸酐接枝聚丙烯乳液混合后进行脱水处理，将温度加温至100-180℃，高速旋转200-2000rpm，维持20-60分钟，制得聚合物表面处理的无机阻燃剂。本专利技术的聚合物表面处理的无机阻燃剂及其制备方法，采用改性专用的聚合物经过乳化形成聚合物乳液，通过聚合物乳液对无机阻燃剂改性，经改性的阻燃剂具有优良的机械性能。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。一种聚合物表面处理的无机阻燃剂，由马来酸酐接枝聚丙烯乳液和无机阻燃剂混合制成，其原料包括如下重量份的组分：所述马来酸酐接枝聚丙烯乳液包括马来酸酐接枝聚丙烯1-15份、非离子表面活性剂0.5-4份、中和碱0.1-0.5份、去离子水1-20份，所述无机阻燃剂85-98份。其中，无机阻燃剂为氢氧化铝或氢氧化镁，马来酸酐接枝聚丙烯的马来酸酐接枝率为0.5-10％。一种聚合物表面处理的无机阻燃剂的制备方法，包括如下步骤：步骤一，称取马来酸酐接枝聚丙烯1-15份和非离子表面活性剂0.1-4份、中和碱0.1-0.5份和去离子水1-20份加入高压反应釜，温度为150-200℃，转速为20-200rpm，搅拌时间10-60分钟，待降温后制得马来酸酐接枝聚丙烯乳液。步骤二，称取阻燃剂85-98份，加入高速混合机中，低速旋转10-200rpm，维持5-30分钟后，逐步加入马来酸酐接枝聚丙烯乳液混合后进行脱水处理，将温度加温至100-180℃，高速旋转200-2000rpm，维持30-60分钟，制得聚合物表面处理的无机阻燃剂。实施例1步骤一，称取150g马来酸酐接枝聚丙烯，非离子表面活性剂AEO325g，非离子表面活性剂AEO1515g，二乙醇胺5g，去离子水200ml，加入到高压反应釜并且升温至200℃，200rpm搅拌10分钟，降温后得到马来酸酐接枝聚丙烯乳液EPP-A。步骤二，取980g氢氧化镁，加入高速混合机，低速旋转200rpm，维持50分钟后逐步加入200g马来酸酐接枝聚丙烯乳液EPP-A，再维持10分钟后将高速混合机升温至180℃，转速调至2000rpm，高速搅拌30分钟，得到聚合物改性氢氧化镁。实施例2步骤一，称取100g马来酸酐接枝聚丙烯，非离子表面活性剂AEO315g，非离子表面活性剂OS1510g，氨水3g，去离子水150ml，加入到高压反应釜并且升温至175℃，100rpm搅拌30分钟，降温后得到马来酸酐接枝聚丙烯乳液EPP-B。步骤二，取900g氢氧化镁，加入高速混合机，低速旋转100rpm，维持10分钟后逐步加入200g马来酸酐接枝聚丙烯乳液EPP-B，再维持10分钟后将高速混合机升温至140℃，转速调至800rpm，高速搅拌50分钟，得到聚合物改性氢氧化镁。实施例3步骤一，称取10g马来酸酐接枝聚丙烯，非离子表面活性剂AEO30.5g，非离子表面活性剂OS150.5g，氨水1g，去离子水10ml，加入到高压反应釜并且升温至150℃，20rpm搅拌60分钟，降温后得到马来酸酐接枝聚丙烯乳液EPP-C。步骤二，取850g氢氧化镁，加入高速混合机，低速旋转10rpm，维持30分钟后逐步加入200g马来酸酐接枝聚丙烯乳液EPP-C，再维持10分钟后将高速混合机升温至100℃，转速调至200rpm，高速搅拌60分钟，得到聚合物改性氢氧化镁。把普通未改性氢氧化镁，市售硬脂酸改性氢氧化镁，本专利技术制备的聚合物改性氢氧化镁按照20：80的比例与聚丙烯制备阻燃样条进行测试，测试数据如下：通过测试数据可以看出，采用聚合物改性氢氧化镁与聚丙烯制备阻燃样条，拉伸强度为36MPa，冲击强度为38KJ/m2，断裂伸长率为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚合物表面处理的无机阻燃剂，其特征在于，由马来酸酐接枝聚丙烯乳液和无机阻燃剂混合制成，其原料包括如下重量份的组分：所述马来酸酐接枝聚丙烯乳液包括马来酸酐接枝聚丙烯1‑15份、去离子水1‑20份，所述无机阻燃剂85‑98份，所述马来酸酐接枝聚丙烯的马来酸酐接枝率为0.5‑10％。

【技术特征摘要】
1.一种聚合物表面处理的无机阻燃剂，其特征在于，由马来酸酐接枝聚丙烯乳液和无机阻燃剂混合制成，其原料包括如下重量份的组分：所述马来酸酐接枝聚丙烯乳液包括马来酸酐接枝聚丙烯1-15份、去离子水1-20份，所述无机阻燃剂85-98份，所述马来酸酐接枝聚丙烯的马来酸酐接枝率为0.5-10％。2.根据权利要求1所述的聚合物表面处理的无机阻燃剂，其特征在于：所述马来酸酐接枝聚丙烯乳液还包括非离子表面活性剂0.5-4份、中和碱0.1-0.5份。3.根据权利要求1所述的聚合物表面处理的无机阻燃剂，其特征在于：所述无机阻燃剂为氢氧化铝或氢氧化镁。4.根据权利要求1至3任意所述的聚合物表面处理的无机阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，称取马来酸酐接枝聚丙烯1-15份和非离子表面活性剂0.5-4份、中和碱0.1-0.5份和去离子水1-20份混合乳化并降温，制得马来酸酐接枝聚丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：于海阔，郑晓平，于天诗，韦海翔，吴昊，曹玉文，
申请(专利权)人：南京天诗新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32