一种阻燃材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃材料及其制备方法，涉及阻燃材料技术领域，该阻燃材料包括以下重量份的原料：环氧树脂50‑60份、卡波树脂12‑20份、改性氢氧化镁30‑40份、乳化剂8‑14份、莫来石10‑18份、水滑石10‑16份、分散剂6‑8份、三羟甲基丙烷4‑10份、碳酸钙晶须4‑8份、固化剂1‑3份；该阻燃材料具有非常优秀的防火性能和机械强度，填料在材料中的分散性能好。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃材料及其制备方法
本专利技术属于阻燃材料
，具体涉及一种阻燃材料及其制备方法。
技术介绍
以高聚物为基础制造的塑料，很大程度上方便了人们的生活，但是大多数的合成材料为可燃物或者易燃物，燃烧会产生浓烟或者有毒气体，并污染环境，氢氧化镁因其原料来源广泛，阻燃性能好，无毒物腐蚀性能，被认为是一种极具发展潜力的环保型阻燃剂，被广泛填充与高聚物内，但是氢氧化镁晶体表面带有正电荷，与亲油性的聚合物分子的亲和能力欠佳，晶粒趋向于二次凝聚，同时氢氧化镁和聚合物之间的界面中会产生孔隙，导致分散性能差，将其填充到材料中，会严重影响到材料的机械强度，尤其是材料的冲击强度。公开号为CN104558960A的中国专利技术专利申请，公开了一种聚氯乙烯A级防火材料及其制备方法，其按重量份计，包括70-85份PVC，15-20份可膨胀石墨，10-15份硼砂，35-50份六溴环十二烷，15-25份硼酸锌，13-18份氢氧化镁，13-20份阻燃聚醚，8-12份成碳剂，0.01-0.10份稳定剂，4-10份增塑剂，3-8份三氧化二锑，3-8份相溶剂，0.05-0.30份偶联剂，13-18份氢氧化铝。该专利技术提供的聚氯乙烯防火材料防火等级可达A级，加工成型为板材、片材、管材、型材或发泡材料后具有防潮、防霉的功能，同时具有隔热、隔音等性能，免油漆、不燃、不怕火烧，便于加工，而且环保无污染，具备木材的各项加工性能。但是该专利技术在材料中添加了大量的不同的阻燃物质，填料在材料中的分散性能差，势必中会产生团聚，严重影响材料的机械强度。公开号为CN108410152A的中国专利技术专利申请，公开了一种阻燃防火板材及其制备方法，包括以下重量份计的原料：聚碳酸酯40-50份、聚对苯二甲酸乙二酯15-25份、木质纤维14-20份、海泡石5-9份、玻璃纤维6-10份、改性氧化石墨烯4-8份、氢氧化镁2-5份、纳米二氧化钛3-6份、纳米氮化硅3-6份、聚磷酸铵2-4份、硼酸锌0.8-1.5份和γ-氨丙基三乙氧基硅烷1.5-2.5份；该专利技术板材具有良好的防腐性、抗压性和抗老化性，阻燃性能高，使用安全高。但是该专利技术中各种不同的填料，在材料中分散性能差，尤其是纳米材料，粒径越小，越容易在材料中发生聚集，进而影响材料的防火效果以及材料的机械强度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种阻燃材料及其制备方法，该阻燃材料具有非常优秀的防火性能和机械强度，填料在材料中的分散性能好。为实现上述目的，本专利技术提供如下的技术方案：一种阻燃材料，包括以下重量份的原料：环氧树脂50-60份、卡波树脂12-20份、改性氢氧化镁30-40份、乳化剂8-14份、莫来石10-18份、水滑石10-16份、分散剂6-8份、三羟甲基丙烷4-10份、碳酸钙晶须4-8份、固化剂1-3份；所述改性氢氧化镁的粒径为200-280目，所述固化剂为间苯二胺和甲苯二异氰酸酯按照质量比3:1混合而成。优选的，包括以下重量份的原料：环氧树脂52-58份、卡波树脂14-18份、改性氢氧化镁32-38份、乳化剂10-12份、莫来石12-16份、水滑石12-14份、分散剂6.2-7.8份、三羟甲基丙烷6-8份、碳酸钙晶须5-7份、固化剂1.2-2.8份。优选的，包括以下重量份的原料：环氧树脂55份、卡波树脂16份、改性氢氧化镁35份、乳化剂11份、莫来石14份、水滑石13份、分散剂7份、三羟甲基丙烷7份、碳酸钙晶须6份、固化剂2份。优选的，所述改性氢氧化镁的制备方法包括以下步骤：(1)首先将氢氧化镁放入到质量分数为8-15％的聚磷酸铵溶液中浸泡处理30-45分钟，浸泡过程中不断搅拌，过滤后再将其放入质量分数为6-10％的磷酸酯溶液中浸泡10-15分钟，充分搅拌后，过滤备用；(2)将步骤(1)中处理过的氢氧化镁放入温度为600-680℃的条件下煅烧20-30分钟，冷却后备用；(3)将步骤(2)中处理过的氢氧化镁放入到混合溶液A中浸泡20-26分钟，浸泡时的温度控制为58-65℃，完成后过滤备用，所述混合溶液A由硅烷偶联剂5-8份、聚醚多元醇2-3份、硫酸镁1-2份和水10-15份组成；优选的，微波辐射处理的频率为1400-1600MHz，辐射处理的时间为20-30分钟。(4)将步骤(3)中处理过的氢氧化镁放入混合溶液B中浸泡30-34分钟，浸泡时温度控制为55-60℃，同时还使用微波辐射处理，完成后得到所述改性氢氧化镁，所述混合溶液B由硬脂酸钙8-10份、铁粉10-14份、邻苯二甲酸二异癸酯6-10份和水30-40份组成。优选的，所述乳化剂由以下重量份的原料组成：苯乙烯18-22份、过硫酸铵3-5份、聚乙烯醇5-8份、纳米二氧化硅4-10份、聚乙烯基吡咯烷酮1-3份和去离子水40-55份。优选的，所述乳化剂的制备方法为：按照质量份将所述原料混合均匀，加热温度至50-56℃，保温50-60分钟，再采用超声波处理10-30分钟，即得所述乳化剂；优选的，所述超声波处理的频率为25-30kHz，超声波处理的功率为450-600W。一种阻燃材料的制备方法，包括以下步骤：(1)按照重量份称取原料；(2)使用研磨机将莫来石和水滑石研磨至粒径为600-1000目，加入莫来石和水滑石总重量份3-5倍的氨丙基三乙氧基硅烷溶液，所述氨丙基三乙氧基硅烷溶液的质量浓度为30-40％，置于磁力加热搅拌机中，控制温度为50-55℃，以600-800r/min的速度磁力搅拌40-50分钟，再静置冷却至室温，得到物料A；(3)将环氧树脂、卡波树脂、乳化剂置于反应釜中搅拌均匀，然后将温度升至59-68℃，充分搅拌混合10-16分钟，再加入改性氢氧化镁和步骤(2)中的物料A，提高温度至75-83℃，搅拌40-48分钟，搅拌完毕后，加入剩余物质，搅拌5-8分钟，得到混合料；(4)将步骤(3)中的混合料送至高温模具中，进行加压成型，待混合物终凝后进行脱模，脱模后在自然条件下养护，即得所述阻燃材料，所述养护时间为16-20天；优选的，高温模具中的温度为90-98℃，模具压力为18-23Mpa。本专利技术的有益效果为，该阻燃材料具有非常优秀的防火性能和机械强度，填料在材料中的分散性能好；具体如下：(1)本专利技术中添加了改性氢氧化镁，首先使用聚磷酸铵和磷酸酯对其进行浸泡，再进行煅烧，可以有效改善氢氧化镁的表面活性，提高其比表面积，接着使用硅烷偶联剂、聚醚多元醇和硫酸镁进行处理，可以填充氢氧化镁晶体内的间隙，削弱氢键和极性作用，还可以进一步改善氢氧化镁的表面活性，接着使用硬脂酸钙、铁粉以及邻苯二甲酸二异癸酯进行处理，并且使用微波辐射处理，可以提高氢氧化镁的分散性，避免氢氧化镁产生集聚，并且在铁粉的作用下，提高晶体的稳定性，另外在微波辐射处理的作用下，可以提高氢氧化镁和树脂的亲和能力，提高晶体和树脂的粘结性能。(2)本专利技术中添加了莫来石和水滑石，该材料均具有耐高温、强度高、导热系数小以及节能效果好的优点，而且本专利技术中对材料首先使用氨丙基三乙氧基硅烷进行表面修饰改性，再机械搅拌改性，将氨丙基三乙氧基硅烷接枝到莫来石和水滑石表面，进而起到空间位阻的隔离效果，还可以提高莫来石和水滑石表面的电荷，进而实现莫来石和水滑石在材料内更加均匀地分散，同时提高材料的强度，而且还可以和氢氧化镁发生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：环氧树脂50‑60份、卡波树脂12‑20份、改性氢氧化镁30‑40份、乳化剂8‑14份、莫来石10‑18份、水滑石10‑16份、分散剂6‑8份、三羟甲基丙烷4‑10份、碳酸钙晶须4‑8份、固化剂1‑3份；所述改性氢氧化镁的粒径为200‑280目，所述固化剂为间苯二胺和甲苯二异氰酸酯按照质量比3:1混合而成。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：环氧树脂50-60份、卡波树脂12-20份、改性氢氧化镁30-40份、乳化剂8-14份、莫来石10-18份、水滑石10-16份、分散剂6-8份、三羟甲基丙烷4-10份、碳酸钙晶须4-8份、固化剂1-3份；所述改性氢氧化镁的粒径为200-280目，所述固化剂为间苯二胺和甲苯二异氰酸酯按照质量比3:1混合而成。2.根据权利要求1所述的阻燃材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：环氧树脂52-58份、卡波树脂14-18份、改性氢氧化镁32-38份、乳化剂10-12份、莫来石12-16份、水滑石12-14份、分散剂6.2-7.8份、三羟甲基丙烷6-8份、碳酸钙晶须5-7份、固化剂1.2-2.8份。3.根据权利要求1所述的阻燃材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：环氧树脂55份、卡波树脂16份、改性氢氧化镁35份、乳化剂11份、莫来石14份、水滑石13份、分散剂7份、三羟甲基丙烷7份、碳酸钙晶须6份、固化剂2份。4.根据权利要求1所述的阻燃材料，其特征在于，所述改性氢氧化镁的制备方法包括以下步骤：（1）首先将氢氧化镁放入到质量分数为8-15%的聚磷酸铵溶液中浸泡处理30-45分钟，浸泡过程中不断搅拌，过滤后再将其放入质量分数为6-10%的磷酸酯溶液中浸泡10-15分钟，充分搅拌后，过滤备用；（2）将步骤（1）中处理过的氢氧化镁放入温度为600-680℃的条件下煅烧20-30分钟，冷却后备用；（3）将步骤（2）中处理过的氢氧化镁放入到混合溶液A中浸泡20-26分钟，浸泡时的温度控制为58-65℃，完成后过滤备用，所述混合溶液A由硅烷偶联剂5-8份、聚醚多元醇2-3份、硫酸镁1-2份和水10-15份组成；（4）将步骤（3）中处理过的氢氧化镁放入混合溶液B中浸泡30-34分钟，浸泡时温度控制为55-60℃，同时还使用微波辐射处理，完成后得到所述改性氢氧化镁，所述混合溶液B由硬脂酸钙8-10份、铁粉10-14...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍志远，
申请(专利权)人：合肥永泰新型建材有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34