[发明专利]一种硅藻土基表面有机化氢氧化镁阻燃剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种硅藻土基表面有机化氢氧化镁阻燃剂的制备方法，属于阻燃剂制备技术领域。针对现有氢氧化镁阻燃剂在制备和应用过程中存在阻燃效率低、与高分子材料之间相容性差以及氢氧化镁浆料过滤性能差等问题，利用硅藻土的阻燃性能和助滤性能优势，在制备氢氧化镁的过程中加入硅藻土和在水中稳定性较好的表面活性剂，对氢氧化镁进行原位改性，在提高氢氧化镁浆料过滤性能和改善该阻燃剂与高分子材料相容性的同时，发挥硅藻土和氢氧化镁的协同阻燃性能。本发明中所涉及的工艺过程无毒无害，绿色环保，原料易得，工艺流程简单，成本低，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于阻燃剂制备技术领域，具体涉及一种硅藻土基表面有机化氢氧化镁阻燃剂的制备方法。

背景技术

近半个世纪以来，塑料、橡胶、纤维等高分子材料的发展十分迅速，几乎渗入到国民经济和人民生活的各个领域，为医学、电子、宇航工业等提供了必需的新材料。然而，高分子材料的易燃性和燃烧过程中会释放出大量有毒有害物质，阻碍了其应用领域的进一步拓宽。因此，为了保证人民的生命、财产安全，赋予高分子材料阻燃性能显得极其重要。

随着人们安全和环境保护意识的逐渐增强，开发无卤、绿色、低成本、高阻燃性、与高分子材料相容性好的阻燃剂已经逐渐成为阻燃领域研究的热点。氢氧化镁作为一种无卤、绿色友好型阻燃剂，因其具有阻燃、抑烟、无毒、无腐蚀、热稳定性好和促基材成炭作用好等优点，成为高分子材料阻燃剂的首要选择。但其在制备和应用过程中存在一些问题：（1）普通级氢氧化镁阻燃剂要达到与卤系阻燃剂相同的阻燃效果，需要60%以上的添加量，如此高的添加量会使高分子材料的机械力学性能急剧下降；（2）由于氢氧化镁表面含有大量的亲水基团—羟基，吸水率较大，易形成团聚体，致使它与高分子材料之间的相容性和加工流动性差，产生表面起霜、生白斑或失去光泽的情况，从而影响高分子材料的外观和加工性能等；（3）氢氧化镁呈胶状沉淀，致使氢氧化镁浆料固液分离难。

硅藻土是有单细胞藻类的遗骸经过1～2万年堆积形成的一种化石性质的非金属矿，其主要成分为SiO2，附带比较少的Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO等和少许的有机物质。由于其具有低密度、大比表面积、多孔性、高渗透性、表面含有羟基和化学稳定性等特点。在阻燃领域，硅藻土常被用来与其他阻燃剂复配使用。中国专利CN110591387A公开了一种三聚氰胺包覆ZIF-67改性硅藻土阻燃抑烟剂。研究结果表明，硅藻土中二氧化硅的存在，可以进一步增强金属氧化物的催化成炭效果。此外，硅藻土具有良好的助滤性能，在制备氢氧化镁阻燃剂的过程中引入硅藻土，可以提高氢氧化镁浆料的过滤性能。但是硅藻土-氢氧化镁复合阻燃剂仍然属于无机阻燃剂，表面亲水性强，与高分子材料的相容性差。

发明内容

本发明的目的是提供一种硅藻土基表面有机化氢氧化镁阻燃剂的制备方法，以实现对高分子材料的高效阻燃改性。该制备方法具有适应性强、工艺流程简单、操作方便、反应条件温和、阻燃效率高的效果。

本发明针对普通氢氧化镁阻燃剂存在的问题，利用硅藻土的阻燃性能和助滤性能优势，在制备氢氧化镁的过程中加入硅藻土和在水中稳定性很好的表面活性剂，对氢氧化镁进行原位改性，在提高氢氧化镁浆料过滤性能和改善该阻燃剂与高分子材料相容性的同时，发挥硅藻土和氢氧化镁的协同阻燃性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种硅藻土基表面有机化氢氧化镁阻燃剂的制备方法，在氢氧化镁的制备过程中加入硅藻土和在水中稳定性很好的表面活性剂，对氢氧化镁进行原位改性，同时对硅藻土进行结构镶嵌、包裹改性和充填改性，在改性完成后，经过滤、洗涤、干燥、研磨过200目筛后得到硅藻土基表面有机化氢氧化镁阻燃剂。

所述制备方法具体包括下述步骤：

（1）将硅藻土原土置于马弗炉中于450～800 ℃下焙烧1～4 h进行热活化；