[发明专利]聚酰亚胺插层接枝氢氧化镁阻燃剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属非卤消烟阻燃高分子材料领域，特别是涉及一种聚酰亚胺插层接枝氢氧化镁 阻燃剂的制备方法。

背景技术

随着塑料工业、电线电缆、印制线路板、汽车、航空航天、纺织服装、装饰面料等的 快速发展，对阻燃剂的需求，特别是对无毒、抑烟型无机阻燃剂的需求将更迫切。

由于无机阻燃剂毒性低，因而完全符合当今阻燃剂向环保型发展的大趋势。但由于无 机阻燃剂(如氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌等)是填料型的，在树脂中添加量较大，往往会 不同程度地影响材料的加工性能和机械力学性能。因此，对传统的无机阻燃剂进行改性研 究已成为目前比较热门的研究课题。

无机阻燃剂的微胶囊化、表面改性、少尘或无尘化和协同效应等，已成为解决这一问 题的良策。例如，美国索莱姆公司(SolemIndustries)推出一系列经过硅碳偶联剂、硬脂酸等 表面处理的氢氧化铝、超细氢氧化铝以及经过改良的氢氧化镁新品种，这些产品能够在低添 加量的情况下达到较好的阻燃效果，从而提高制品的经济效益。在实际应用中，单独使用一 种无机阻燃剂常常无法满足材料阻燃性的要求，因此常选择两种或两种以上的阻燃剂进行 配合或制成复合阻燃剂使用。

氢氧化镁与其它无机阻燃剂相比，在使高分子材料获得优良的阻燃效果同时，还能够 抑制烟雾和卤化氢等毒性气体的生成，赋予材料无毒性、无腐蚀性等特点。氢氧化镁在生 产、使用和废弃物产生的过程中均无有害物质排放，对环境不造成污染；分解温度高(其起 始分解温度比氢氧化铝高得多，达320℃，氢氧化铝为220℃)，能与多种成分复配，而且具 有抗酸性，能中和燃烧过程中产生的酸性和腐蚀性气体，阻燃和消烟性能俱佳，是一种环 境友好的绿色阻燃剂。

不过氢氧化镁也有存在以下缺点：(1)添加量高，对材料的物理—机械性能及加工性 能影响大。(2)普通氢氧化镁多为六方晶形或无定形晶体，比表面积大，晶粒间有很强的 凝聚成团性，在树脂中分散性很差，因而难以和塑料相容，用作阻燃剂时需经过特殊的处 理，使之具备特殊的结构。因此，根据其特点，研究其与其它阻燃剂的复配技术是非常重要的 课题。

罗士平，李锦春，孙惠，杨柳【氢氧化镁表面改性及其在EVA中的应用，江苏石油化 工学院学报，1998，10(4)：4-7】公开了氢氧化镁-EVA阻燃体系的制备方法，其主要特 征在于：采用阴离子表面活性剂油酸钠、十一烯酸钠对氢氧化镁进行表面改性，考察了浓 度，温度，pH值，固液比对吸附量的影响。测定了改性前后氢氧化镁的比表面，润湿角，IR 等，将改性前后的氢氧化镁填充在EVA树脂中，测定其拉伸强度及氧指数。实验表明：改 性后的氢氧化镁在树脂中分散性好，增强了与树脂之间的亲合力，从而改善了材料的力学 性能(拉伸强度：≤8.28MPa)和阻燃性能(极限氧指数：≤28.5)。

该方法的缺点在于：拉伸强度和极限氧指数偏低。

黄海宏等人【硬脂酸改性Mg(OH)₂的机理及对EVA性能的影响，北京化工大学学报， 2006，33(2)：50-54】公开了氢氧化镁-EVA阻燃体系的制备方法，其主要特征在于：采 用硬脂酸先对Mg(OH)₂进行表面改性，然后再与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)共混，从 而得到氢氧化镁-EVA阻燃体系。其作用机理是依靠硬脂酸的酸性-COOH与无机填料表 面的碱性基团发生作用，反应生成的硬脂酸盐停留在无机粒子表面，起到表面改性的作 用。

该方法的缺点在于：

(1)氢氧化镁-EVA阻燃体系的拉伸强度随硬脂酸(SA)用量的增加而不断降低，而断裂 伸长率随着硬脂酸(SA)用量增加先出现一个平稳增长再迅速增加的规律；当硬脂酸用量 增加到一定程度时，氢氧化镁-EVA阻燃体系的断裂伸长率反而有所下降，最终达到一个平 衡值。其中，相比3％SA改性Mg(OH)₂填充体系而言，填充5％硬脂酸改性Mg(OH)₂的氢 氧化镁-EVA阻燃体系的断裂伸长率明显增加，由120％增加到528％。