一种无卤阻燃增韧剂的制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种无卤阻燃增韧剂的制备方法及其应用，涉及高分子材料制造领域，本发明专利技术将有机硅单体、无卤阻燃剂、硅烷偶联交联剂混合均匀后加入到去离子水中，同时加入十二烷基硫酸钠均质，加入酸或碱液进行反应得到有机硅氧烷橡胶阻燃油乳液，在乳液中加入去离子水、不饱和烯烃、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾进行热引发的乳液聚合，得到不饱和烯烃乳液，再加入苯乙烯

【技术实现步骤摘要】
一种无卤阻燃增韧剂的制备方法及其应用


[0001]本专利技术涉及高分子材料制造领域，特别涉及一种无卤阻燃增韧剂的制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]众所周知，增韧剂在增韧塑料材料的同时会降低塑料材料的阻燃性，卤系阻燃剂可以和增韧剂复配形成阻燃增韧剂，但在其燃烧时会产生大量有毒、有腐蚀性的烟雾，对环境有污染，而且加工时对模具有腐蚀作用，在许多发达国家已经禁用；其它大多数粉体无卤阻燃剂也可以和增韧剂复配获得很好的效果，但由于大部分需要先进行造粒，成本太高，使其很难在塑料材料上大面积推广使用。近几年推出的磷酸酯类阻燃油由于价格低廉，迅速获得了市场认可，但这类材料无法直接和增韧剂复配，造成使用厂家采购、加工环节增加成本。业内急需要一种价格适中的无卤增韧剂来降低采购、加工环节的成本。本专利就是针对这一诉求而设计的。
[0003]因此，如何找到一种成本低，分散性能高，阻燃增韧效果皆好的阻燃增韧材料就成了行业内亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对以上问题，本专利技术提供一种无卤阻燃增韧剂的制备方法及其应用，该方法工艺简单，制备的产品分散性佳、阻燃增韧效果好，价格低廉。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种无卤阻燃增韧剂的制备方法及其应用，包括以下步骤：
[0007]步骤1)、取酸或碱，用去离子水溶解稀释，配制溶液pH值为2～4或8～12的水相，备用；
[0008]步骤2)、将有机硅单体、无卤阻燃剂、硅烷偶联交联剂混合均匀成混合物后加入到去离子水中，同时加入十二烷基硫酸钠，搅拌并经过30～120Mpa高压制成均质混合液备用；
[0009]步骤3)、带搅拌装置的四口烧瓶中加入去离子水，转移至恒温水浴锅，开启搅拌装置定速到80～120r/min，水浴温度控制在50～70℃，将上述均质混合液转移至四口烧瓶中，搅拌一段时间后，加入步骤1制备的水相，升温至60～80℃进行水解，获得有机硅氧烷橡胶阻燃油乳液；
[0010]步骤4)、将上述有机硅氧烷橡胶阻燃油乳液用酸或碱调节pH至中性或弱碱性，然后加入去离子水、不饱和烯烃、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾，控制反应温度在75～85℃之间，进行热引发的乳液聚合，聚合完成后获得具有阻燃性能的不饱和烯烃乳液；
[0011]步骤5)、将上述不饱和烯烃乳液升温至85～95℃，滴加苯乙烯
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丙烯腈混合单体进行接枝反应，获得核壳结构乳液，烘干后得聚碳酸酯无卤阻燃增韧剂。
[0012]优选的，所述酸为盐酸、硫酸、磷酸、磺酸、柠檬酸、丙烯酸和马来酸中的一种或几种混合物；
[0013]所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、硬脂酸钾、硬脂酸钠等碱或碱金属盐的一种或几种混合物。
[0014]优选的，所述有机硅单体为二甲基环硅氧烷混合物、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷或十二甲基环六硅氧烷的一种或几种，更优选为二甲基环硅氧烷混合物；
[0015]所述无卤阻燃剂为磷系无卤阻燃剂、氟系乳液或氟系单体，更优选为磷酸甲苯二苯酯或丙烯酸六氟丁酯；
[0016]所述硅烷偶联交联剂包括硅烷偶联剂和交联剂，更优选为三甲基乙烯基硅烷和正硅酸乙酯的混合物，所述三甲基乙烯基硅烷和正硅酸乙酯的重量比为(1～6):(1～5)。
[0017]优选的，所述硅烷偶联剂为含两个及两个以上双键或三键、具有三个官能团或三官能团以上的硅烷偶联剂，其分子通式为：RSi(OR')N，其中，N为3或4，R'为甲基或乙基，R为甲基、乙基、丙基、环氧丙氧基、丙烯酰氧基或乙烯基；
[0018]所述交联剂为具有交联功能的多官能团的交联剂。
[0019]优选的，所述有机硅单体与硅烷偶联交联剂的重量之和与无卤阻燃剂为的重量比为(1～9):(1～8)，更优选为(5～9):(1～5)；
[0020]所述硅烷偶联交联剂与有机硅单体的重量比为(0.5～8):(2～9.5)，更优选为(0.5～4):(6～9.5)。
[0021]优选的，所述混合物与步骤1中的水相的重量比为(5～8):(2～5)，更优选为(3～4):(1～2)；
[0022]所述搅拌时间为0.5～3min。
[0023]优选的，所述水解时间为6～16h。
[0024]优选的，所述不饱和烯烃为丙烯酸丁酯、丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯腈、马来酸酯和丁二烯一种或几种；
[0025]所述有机硅氧烷橡胶阻燃油乳液中阻燃油与不饱和烯烃的重量比为(1～15):(1～8)，更优选为(1～8):(1～6)，最优选为(1～2):(1～3)。
[0026]优选的，所述苯乙烯
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丙烯腈混合单体中苯乙烯和丙烯腈的重量比为(2～4):1。
[0027]优选的，所述无卤阻燃增韧剂应用于PC、AS、ABS、ASA、PMMA、PBT中的一种或几种组合成的合金材料中。
[0028]采用了上述技术方案后，本专利技术的有益效果是：
[0029]1、本专利技术制备的无卤增韧阻燃剂稳定性高，其乳液存放期限长达4～5个月。
[0030]2、本专利技术制备的无卤增韧阻燃剂，初期阻燃剂添加量少，阻燃效果优异，添加到PC材料中，其烟密度为52～55，出现火焰时间5～6s，离火熄灭时间6s，具有较好的阻燃效果。
[0031]3、本专利技术制备的无卤增韧阻燃剂L值：21.03～22.43；A值：2.56～3.63；B值：
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2.96～
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3.67，阻燃剂组份改变对塑料着色性能没有明显差异；增韧性能有差异较大，23℃条件下冲击强度为62～74KJ/m2；
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10℃条件下冲击强度为20～37KJ/m2，对于较低温环境，添加氟系的材料低温增韧效果较好。
[0032]综上所述，本专利技术生产工艺简单，制备的产品稳定性高、阻燃效果好，在低温与室温环境下都具有很好的增韧效果，且价格低廉，加工使用更为方便，适用于工业化生产。
具体实施方式
[0033]本专利技术提供了一种无卤阻燃增韧剂的制备方法及其应用，包括以下步骤：
[0034]步骤1)、取酸或碱，用去离子水溶解稀，配制溶液pH值为2～4或8～12的水相，备用；
[0035]步骤2)、将有机硅单体、无卤阻燃剂、硅烷偶联交联剂混合均匀成混合物后加入到去离子水中，同时加入十二烷基硫酸钠，搅拌并经过30～120Mpa高压制成均质混合液备用；
[0036]步骤3)、带搅拌装置的四口烧瓶中加入去离子水，转移至恒温水浴锅，开启搅拌装置定速到80～120r/min，水浴温度控制在50～70℃，将上述均质混合液转移至四口烧瓶中，搅拌一段时间后，加入步骤1制备的水相，升温至60～80℃进行水解，获得有机硅氧烷橡胶阻燃油乳液；
[0037]步骤4)、将上述有机硅氧烷橡胶阻燃油乳液用酸或碱调节pH至中性或弱碱性，然后加入去离子水、不饱和烯烃、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾，控制反应温度在75～85℃之间，进行热引发的乳液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无卤阻燃增韧剂的制备方法及其应用，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)、取酸或碱，用去离子水溶解稀，配制溶液pH值为2～4或8～12的水相，备用；步骤2)、将有机硅单体、无卤阻燃剂、硅烷偶联交联剂混合均匀成混合物后加入到去离子水中，同时加入十二烷基硫酸钠，搅拌并经过30～120Mpa高压制成均质混合液备用；步骤3)、带搅拌装置的四口烧瓶中加入去离子水，转移至恒温水浴锅，开启搅拌装置定速到80～120r/min，水浴温度控制在50～70℃，将上述均质混合液转移至四口烧瓶中，搅拌一段时间后，加入步骤1制备的水相，升温至60～80℃进行水解，获得有机硅氧烷橡胶阻燃油乳液；步骤4)、将上述有机硅氧烷橡胶阻燃油乳液用酸或碱调节pH至中性或弱碱性，然后加入去离子水、不饱和烯烃、十二烷基硫酸钠、过硫酸钾，控制反应温度在75～85℃之间，进行热引发的乳液聚合，聚合完成后获得具有阻燃性能的不饱和烯烃乳液；步骤5)、将上述不饱和烯烃乳液升温至85～95℃，滴加苯乙烯
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丙烯腈混合单体进行接枝反应，获得核壳结构乳液，烘干后得聚碳酸酯无卤阻燃增韧剂。2.如权利要求1所述地制备方法，其特征在于，步骤1中，所述酸为盐酸、硫酸、磷酸、磺酸、柠檬酸、丙烯酸和马来酸中的一种或几种混合物；所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、硬脂酸钾、硬脂酸钠等碱或碱金属盐的一种或几种混合物。3.如权利要求1所述地制备方法，其特征在于，步骤2中，所述有机硅单体为二甲基环硅氧烷混合物、八甲基环四硅氧烷、十甲基环五硅氧烷或十二甲基环六硅氧烷；所述无卤阻燃剂为磷系无...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐敏，
申请(专利权)人：青岛森特新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：