本发明专利技术公开的无机氢氧化物复合阻燃剂中含有无机氢氧化物２０－３８份，吸醛剂３－２０份，大分子成炭剂３－２０份，阻燃增效剂０．１－５份。本发明专利技术还公开了用其阻燃的高性能无卤阻燃聚甲醛材料，该材料是由聚甲醛４０－８０份，无机氢氧化物复合阻燃剂２０－５３份和抗氧剂０．１－１份经熔融挤出造粒获得，且所得材料的垂直燃烧ＵＬ?９４为Ｖ１－Ｖ０级，拉伸强度为４５－５２ＭＰａ，缺口冲击强度为４．７－５．２ｋＪ／ｍ２。本发明专利技术公开的无机氢氧化物复合阻燃剂不仅兼具吸醛、气相阻燃、成炭等作用，且还具有润滑、增容、增塑，改善加工流动性作用。用其阻燃的聚甲醛不仅具有优良阻燃性能、力学性能、热塑加工性能以及外观质量，而且安全、环保、制备简便、成本低廉。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无机氢氧化物阻燃剂及用其阻燃聚合物材料
，具体涉及一种 无机氢氧化物复合阻燃剂和用其阻燃的高性能无卤阻燃聚甲醛材料。
技术介绍
工程塑料聚甲醛虽然性能优良，是我国目前大力发展的战略性工程塑料产品，但 其极限氧指数仅15%，是最易燃烧的聚合物材料之一，因而其应用受到较大限制。一般而言，采用添加型阻燃剂改性聚甲醛应是一种较为简便的方法，但阻燃聚甲 醛存在以下难点1)聚甲醛分子链热氧稳定性差，受热易发生“拉链式”分解，同时释放大 量甲醛、甲酸等可燃气体助燃，且甲酸还会催化聚甲醛分解；2)因聚甲醛对酸、碱性物质敏 感，而许多阻燃剂特别是含磷阻燃剂在熔融加工时受热易分解产生酸性物质，故会诱导聚 甲醛树脂在热塑加工过程中产生严重降解，使之难以热塑加工成型，因此对阻燃剂体系的 化学性质要求很苛刻；3)由于聚甲醛分子链主要由_(CH20)n_单元构成，因而结构规整性 高、无侧基、C-0键柔顺性好、易结晶，是一种弱极性线型高结晶度聚合物，与大多阻燃剂等 填料相容性差，阻燃剂难以在基体树脂中均勻分散、与树脂界面结合欠佳，因而会对材料综 合性能造成负面影响；4)由于聚甲醛是最易燃烧的聚合物材料，且燃烧时不形成炭层，因 而需添加较高量的阻燃剂才能达到理想的阻燃性能，但这样又会使材料的物理机械性能大 幅下降。因此，适用于聚甲醛的添加型阻燃剂体系较少，使之成为最难阻燃的高分子材料。目前国内外报道的阻燃聚甲醛较多采用氮_磷复合(膨胀型)阻燃体系中， Harashina 等(H. Harashina, Y. Tajima, T.Itoh, Polym. Degrad. Stab. ,2006,91 1996. H. Harashina, J. P. Pat. 2004204167，2004. H. Harashina, U. S. Pat. 6753363，2004)利用红 磷、三聚氰胺、线性酚醛树脂协同阻燃聚甲醛，氧指数达37.5%，通过UL 94 V-1 (0. 8mm)测 试，且拉伸强度还可达到52MPa，应该说是目前阻燃聚甲醛材料综合性能最好的报道。但红 磷吸湿性强、与树脂相容性较差、受热易产生有毒PH3气体，摩擦生热易引起燃烧，因而存在 安全隐患，故一般都要在红磷表面包覆一层保护膜使红磷微胶囊化，以改善其使用的安全 性、相容性及颜色等。虽然如此，在采用微胶囊化红磷阻燃聚甲醛时仍存在加工安全性问 题，因而阻燃共混物熔融加工时仍需氮气等惰性气体保护，否则易严重降解，难加工成型。 另外，所获得的制品颜色较深(棕红色)，实际应用受限。无机氢氧化物(主要包括氢氧化镁和氢氧化铝)是目前最清洁、最环保的阻燃剂 品种，具有抑烟、热稳定性好、阻燃效果持久、原料易得、生产成本低等优点。刘鹏波等(刘 鹏波，徐闻，李英杰，高分子材料科学与工程，2004，20 120)用氢氧化镁阻燃聚甲醛，在添 加量60wt %时，材料氧指数可达40 %，但不能通过垂直燃烧测试，且拉伸强度和缺口冲击 强度仅为32MPa和1.6kJ/m2。冯定松等(冯定松，谢洪泉，何平，石化技术与应用，1999，17 79)用氢氧化铝阻燃聚甲醛，当添加量为60衬％时，样条也不能通过垂直燃烧测试，且拉伸 强度仅20. IMPa。由此可见，单独采用无机氢氧化物阻燃聚甲醛，材料不具备垂直燃烧级别，且力学性能严重劣化，究其原因主要有两点1)由于无机氢氧化物是通过吸热分解产生水 蒸汽来发挥阻燃作用，因此阻燃效率不高，一般材料都需较高添加量(通常约为60wt%)才 能使材料达到较为理想的阻燃效果，而聚甲醛因是最难阻燃的聚合物材料，可能需要更高 阻燃剂添加量。2)由于无机氢氧化物含有许多羟基，使阻燃剂粉体表面呈“亲水疏油”性 质，为极性填料，因而与弱极性的聚甲醛相容性欠佳，如果添加高含量的极性无机氢氧化物 粉体，可以想象其难以在聚甲醛基体中均勻分散，最终将导致材料的加工及物理机械性能 劣化。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的首要目的是提供一种无机氢氧化物复合阻燃剂， 以为阻燃剂领域提供一种新型的多功能协效阻燃剂。本专利技术的次要目的是针对目前现有技术存在的问题，提供一种用上述无机氢氧化 物复合阻燃剂来阻燃的高性能无卤阻燃聚甲醛材料。本专利技术提供的无机氢氧化物复合阻燃剂，该阻燃剂为粉料或粒料，其中含有无机 氢氧化物20-38份，吸醛剂3-20份，大分子成炭剂3-20份，阻燃增效剂0. 1-5份，且各物料 的份数均为重量份。上述阻燃剂中含有的无机氢氧化物为氢氧化镁和氢氧化铝中的至少一种。上述阻燃剂中含有的吸醛剂为密白胺、蜜勒胺、尿素、硫脲、三聚氰酸、三聚氰胺氰 尿酸盐和三聚氰胺甲醛树脂中的至少一种。该吸醛剂不仅兼具吸醛和气相阻燃等作用，还 可提高加工时聚甲醛热稳定性，改善材料阻燃性能。上述阻燃剂中含有的大分子成炭剂为聚醚型聚氨酯、聚酯型聚氨酯、聚碳酸酯、改 性酚醛树脂、聚酰胺或聚乙烯醇中的至少一种。该大分子成炭剂不仅兼具成炭、润滑、增容 和辅助分散等作用，还可提高材料燃烧后残炭量，改善共混体系加工流动性，提高填料在聚 甲醛基体中的相容性和分散性。上述阻燃剂中含有的阻燃增效剂为磷钨酸、硅钨酸、硼酸锌、季戊四醇、三氧化二 锑、磷酸三苯酯或二氧化硅中的至少一种。该阻燃增效剂不仅兼具增塑和阻燃等作用，还可 巩固炭层结构，进一步提高阻燃性能，改善加工流动性。以上无机氢氧化物复合阻燃剂可以以以下任何一种方式制备将无机氢氧化物、 吸醛剂、大分子成炭剂和阻燃增效剂在高速混合机内混合2-20分钟即可，或是将无机氢氧 化物、吸醛剂、大分子成炭剂和阻燃增效剂放入温度为120-250°C的开炼机或密炼机中熔融 复合，冷却后再粉碎成粉料即可，或是将无机氢氧化物、吸醛剂、大分子成炭剂和阻燃增效 剂先预混，然后放入温度为120-250°C的螺杆挤出机中熔融复合，再切粒成粒料即可。本专利技术提供的用上述无机氢氧化物复合阻燃剂来阻燃的高性能无卤阻燃聚甲醛 材料则是将聚甲醛40-80份，无机氢氧化物复合阻燃剂20-53份和抗氧剂0. 1-1份经充分 混合后，放入温度为160-220°C的螺杆挤出机中熔融挤出造粒获得，其中各物料的份数均为 重量份，且所得材料的垂直燃烧UL 94为V1-V0级，拉伸强度为45-52MPa，缺口冲击强度为 4. 7-5. 2kJ/m2。上述高性能无卤阻燃聚甲醛材料中聚甲醛优选为40-70份，无机氢氧化物复合阻 燃剂优选为30-50份。上述高性能无卤阻燃聚甲醛材料中的聚甲醛为共聚或均聚聚甲醛。上述高性能无卤阻燃聚甲醛材料中的抗氧剂为二缩三乙二醇双叔丁 基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、四季戊四 醇酯、三(2，4_ 二叔丁基)亚磷酸苯酯中的至少一种。抗氧剂是本领域技术人员公知的技 术，可以配合使用，其前提条件是使用的抗氧剂对本专利技术目的的实现以及本专利技术优良效果 的取得不得产生不利影响。本专利技术与已有技术相比，有如下特点1、由于无机氢氧化物是最清洁、环保的添加型阻燃剂，并具有来源广泛、价格低、 抑烟效果好等优点，因而以其为主配合多功能协效剂构成的多元复合阻燃体系不仅安全、 环保、成本低，兼具吸醛、气相阻燃、成炭等作用，且还具有润滑、增容、增塑，改善加工流动 性作用，是一种新型的多本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无机氢氧化物复合阻燃剂，该阻燃剂为粉料或粒料，其中含有无机氢氧化物２０－３８份，吸醛剂３－２０份，大分子成炭剂３－２０份，阻燃增效剂０．１－５份，且各物料的份数均为重量份。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王琪，王章郁，刘渊，陈英红，华正坤，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：90[中国|成都]
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