[发明专利]一种阻燃抑烟剂、其制备方法及由其制备的PVC阻燃抑烟材料

说明书

技术领域

本发明属于无卤阻燃技术领域，尤其涉及一种阻燃抑烟剂、其制备方法及由其制备的PVC阻燃抑烟材料。

背景技术

聚氯乙烯树脂(PVC)是工业中重要的热塑性聚合物，其具有耐溶剂性，低收缩率，优异的电绝缘性，良好的机械性能和粘合性等性能，但由于增塑剂含量高，使得PVC材料极易燃烧，极限氧指数为20.5％，所以PVC材料的阻燃改性极为重要。由于传统的卤素阻燃剂以及三氧化二锑均是有毒的，所以迫切需要开发毒性小，抑烟效果明显的阻燃抑烟剂。

层状材料的嵌入和/或剥离被广泛用于制造聚合物纳米复合材料，以改善材料的气体阻隔性能，热性能，可燃性等性能。用于聚合物纳米复合材料的层状材料包括层状双金属氢氧化物(LDH)，蒙脱石粘土，层状磷酸盐或石墨烯。

LDH是典型的二维(2D)纳米材料，属于可阴离子交换的层状化合物的结构，其由带正电的水滑石层和含电荷补偿阴离子的层间区组成。因其独特的化学成分和层状结构，LDHs已经成为新一代阻燃和抑烟聚合物添加剂。

目前有关研究PVC阻燃抑烟材料成为一种趋势，如CN201210572678.8公开了一种阻燃抑烟型PVC材料及其制备方法，该阻燃抑烟型PVC材料由包括以下的重量份的原料混合挤出而制得：PVC树脂100份，碳酸钙5-40份，热稳定剂4-8份，加工助剂ACR 1-5份，抗冲击剂CPE 5-10份，颜料0.5-10份，聚乙烯蜡0.1-0.8份，阻燃抑烟体系4-30份。该发明的优点在于：通过阻燃抑烟体系的各组分相互之间协效作用，基本达到了用比较少的材料实现阻燃抑烟的目的，该PVC阻燃抑烟材料具有良好的阻燃性能和极好的控烟性，在火灾事故中能大大减少人员伤亡和财产损失；

中国专利文献CN201510198675.6公开了一种PVC用锑系复配阻燃母粒及其制备方法，所述母粒包括以下重量份比例的原料：三氧化二锑25～40份、三氧化钼13～25份、蒙脱土8～13份、有机锡3～8份、偶联剂3～6份、PVC载体树脂20～35份，所述阻燃母粒是由三氧化二锑表面改性、原料混合、造粒等步骤制成的。该发明采用三氧化二锑、三氧化钼和蒙脱土等无卤环保型阻燃剂作为复配阻燃体系，综合该体系在协效阻燃、抑烟性能方面的优势，提高了复配阻燃母粒的阻燃性和抑烟性；添加该阻燃母粒后可大幅提高PVC复合材料的极限氧指数和降低其发烟量，具有阻燃性高、抑烟性强、添加剂无迁移，使用方便，等特点；

上述公开的两篇专利文献虽然解决了PVC材料难以阻燃以及燃烧时烟雾量大等问题，但是两者使用的阻燃抑烟剂用量大，阻燃效果不稳定，分散性差，力学性能差等问题，仍需对PVC材料的阻燃抑烟性能进一步地改进。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种阻燃抑烟剂的制备方法。该制备方法制备的阻燃抑烟剂用于PVC阻燃抑烟材料的添加量少即可实现PVC材料的阻燃效率高的问题。

本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：

一种阻燃抑烟剂的制备方法，包括如下步骤：1)称取Al(NO₃)₃·9H₂O和Mg(NO₃)₂·6H₂O溶于去离子水中，氮气条件下，加碱调节pH，得混合盐溶液，加压、烘干，冷却至室温，离心，分离固体A，洗涤，干燥，得NO₃-MgAl LDH粉末；

2)将NO₃-MgAl LDH粉末悬浮于去离子水中，搅拌，加入钼酸铵四水合物溶液，调节pH，搅拌，离心，分离得固体B，洗涤，干燥，得Mo-MgAl LDHs粉末；

3)添加表面活性剂于Mo-MgAl LDHs粉末中，剧烈搅拌，真空烘干，即得。

上述的一种阻燃抑烟剂的制备方法，其中，步骤1)中所述Mg²⁺∶Al³⁺的摩尔比为1-5∶1；所述pH调节剂选自1mol/L的NaOH溶液；所述烘干温度为100-200℃，烘干时间10-30小时；所述干燥温度为50-80℃。

上述的一种阻燃抑烟剂的制备方法，其中，步骤2)包括如下步骤：将NO₃-MgAl LDH粉末悬浮于去离子水中，50-100℃下搅拌0.5-5小时，加入钼酸铵四水合物溶液，调节pH值至2-6，继续在50-100℃下搅拌0.5-5小时，离心，分离，洗涤，50-80℃干燥，得Mo-MgAl LDHs粉末。