[发明专利]一种复合氢氧化物抑烟型阻燃剂及其制备方法与应用

说明书

本申请公开了一种复合氢氧化物抑烟型阻燃剂及其制备方法与应用，用氢氧化钙作为协效阻燃剂与氢氧化镁经过化学键合偶联形成稳定的化学结构，可用于聚合物制品中，明显降低阻燃聚合物的烟密度，提高阻燃聚合物的阻燃与抑烟性能。

技术领域

本发明属于化工及材料领域，特别涉及复合氢氧化物抑烟型阻燃剂及其制备方法与应用。

背景技术

近年来，随着经济的发展，人们的生活水平不断提高，现代化建设不断加快，各种材料的发展迅速，但近年来因建筑材料、家用电器等引发的火灾也呈上升趋势，往往给社会和家庭带来严重的经济损失。因此，如何需要特别注意火灾的预防，同时就对材料提出更高的阻燃要求。

阻燃材料通常以填料方式添加到高分子材料中，降低高分子材料的燃烧性能以有效减少火灾的发生。传统的含卤材料在燃烧时会释放大量有毒害的卤化氢气体，对人员的生命安全及建筑设备造成损害，其使用也日益受到限制。研究表明，火灾中因窒息和烟气中毒造成的人员伤亡可占火灾总伤亡人数的50~80%。因此我们不光要求材料有较好的阻燃性能，更需要材料燃烧时的发烟量小。低烟无卤材料是新型的环保材料，但即使是没有卤素，仍然很难达到目前的烟密度要求，或者需要添加大量的阻燃剂，同大多数添加剂相比，阻燃剂会明显降低塑料的性能。所以就需要有可以明显降低材料烟密度的阻燃剂产品。

作为一种常用的无卤阻燃剂，氢氧化镁因具有原料来源广泛、价格低廉、热稳定性好以及抑烟作用等诸多优点而备受关注。其主要缺点是阻燃效率较低以及与基体树脂的相容性较差，要使阻燃性聚合物材料的阻燃性能达到一定要求，其添加量常常须达到阻燃性聚合物材料总质量的60%以上，并且很多时候烟密度还是很难达到要求，因此研发制备出具有优良的阻燃效果同时又能明显降低烟密的氢氧化镁产品，是亟待解决的技术难题。

发明内容

解决的技术问题：本申请主要是提出一种复合氢氧化物抑烟型阻燃剂及其制备方法与应用，解决现有技术中存在的阻燃效率较低以及与基体树脂的相容性较差等技术问题。

技术方案：

一种复合氢氧化物抑烟型阻燃剂，所述复合氢氧化物抑烟型阻燃剂由氢氧化镁、氢氧化钙和偶联剂组成，其中氢氧化镁、氢氧化钙和偶联剂原料按质量份数配比为氢氧化镁70-98份，氢氧化钙2-30份，偶联剂0.1-3份，，在氢氧化镁中加入氢氧化钙，通过偶联剂使氢氧化镁和氢氧化钙化学键合，偶联键合度≤10%。

作为本发明的一种优选技术方案：所述氢氧化镁为化学法氢氧化镁或天然氢氧化镁。

作为本发明的一种优选技术方案：所述氢氧化镁的中位粒径1~5μm，氢氧化钙的中位粒径2.5~30μm。

作为本发明的一种优选技术方案：所述氢氧化镁与氢氧化钙的摩尔比为98.5:1.5~75:25。

作为本发明的一种优选技术方案：所述偶联剂为带有多个烷氧基的反应性硅烷偶联剂，如乙烯基硅烷或环氧基硅烷。

作为本发明的一种优选技术方案：所述偶联剂的用量为氢氧化镁与氢氧化钙总量的0.1%~3%。

本发明还提出一种复合氢氧化物抑烟型阻燃剂的制备方法，包括流化床设备法或研磨法。

作为本发明的一种优选技术方案：所述流化床设备法为流化床设备反应温度65~95℃，偶联剂由喷嘴喷入，反应时间30~60min，当物料反应温度时，加入偶联剂，偶联剂的烷氧基水解后缩合，其部分羟基与氢氧化物中的氢氧化钙反应，部分与氢氧化物中的氢氧化镁反应，从而使两者形成有效的化学偶联键合。

作为本发明的一种优选技术方案：所述研磨法包括如下步骤：

第一步：将氢氧化镁与氢氧化钙按照摩尔比98.5:1.5~75:25，配制成固含量为10~40%的氢氧化物料浆，搅拌30min，搅拌温度为45~65℃；