[发明专利]一种阻燃剂及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种阻燃剂及其制备方法和应用。本发明提供的阻燃剂为核壳结构，其中，以含有二氧化硅和氢氧化铝的组分为核结构，以表面活性剂、季戊四醇磷酸酯三聚氰胺盐和第一偶联剂为形成壳的原料反应后得到磷氮系壳结构。本发明提供的阻燃剂能够提高聚酯纤维的阻燃性和抗熔滴性能。

技术领域

本发明属于阻燃技术领域。具体涉及一种阻燃剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着经济的发展和生活水平的提高，现代织物发展日新月异，聚酯类纤维的使用范围和消费量不断增加。由于人们对生命安全越来越重视，对聚酯纤维的阻燃要求也越来越高，为最大避免人身伤害和经济损失，提高聚酯纤维的阻燃性能和抗熔滴性能变的十分必要。

抗熔滴聚酯纤维阻燃剂需要满足以下要求：(1)良好的阻燃效果；(2)具有抗熔滴作用；(3)使用量少，聚酯纤维的物理机械性能和外观基本不受影响；(4)阻燃性能持久，具有耐洗性；(5)对人体无毒害作用，聚酯纤维纺织的织物整理后可直接与人体接触；(6)燃烧后的产物低毒，对人身体危害小，最大的争取人员逃离时间；(7)工艺简单方便，成本低廉。但是，目前商业中的阻燃剂都达不到上述的所有要求。

发明内容

聚酯纤维用的阻燃剂主要有卤系、磷系、氮系和硅系。卤系阻燃剂阻燃效果明显，但是卤系阻燃剂对环境有破坏，对人身体也有持续的危害，燃烧后有剧毒烟雾释严重放危及人类生命，其应用受到严重限制。

而仅含磷系、氮系和硅系单一阻燃剂阻燃性能并不理想，磷系氮系阻燃剂成本过高，也限制了市场使用率，而且现有市场的阻燃剂无法对聚酯纤维起到抗熔滴的作用，难以满足应用的需求。

主要以磷系化合物和金属氢氧化物为主的无卤阻燃剂，虽然克服了传统阻燃剂不环保，燃烧后有剧毒烟雾的产生等问题，但在实际应用中还存在着与聚酯纤维相容性差的问题，容易迁移流失，逐渐失去阻燃效果，而且市场上的聚酯无卤阻燃剂仅仅起到阻燃效果不能起到抗熔滴的作用，

含硅、磷、氮的阻燃剂经过一系列的化学反应后形成以二氧化硅为核，以磷和氮为壳的核壳型新型阻燃剂，在加入到聚酯加工过程中，能与聚酯纤维中的端羟基反应，接枝到聚酯分子链上，阻燃效果优越，并具有市场上该类阻燃聚酯纤维所不具备的抗熔滴效果，当含硅、磷、氮的阻燃剂一起使用时，起到阻燃协同作用，高温下，氮系阻燃剂吸收大量热量分解后放出不可燃气体，起到稀释可燃气体和隔绝氧气以及带走大量热量的作用，降低了聚酯类织物的表面温度，抑制燃烧。磷系阻燃剂由于其凝固相阻燃机理及部分气相阻燃机理，在阻燃过程中不仅能降低材料的热释放速率，提高阻燃效果，还会分解成焦磷酸或多磷酸，促进聚酯纤维炭化，有效起到隔氧，隔热阻燃效果。而硅系阻燃剂可增加这些炭层的厚度和稳定性，并且有一定的抑烟隔热作用，还能起到降低成本的作用。

针对现有技术中存在的阻燃剂抗熔滴性能差和阻燃效果差的问题，本发明提供一种阻燃剂。

第一方面，本发明提供一种阻燃剂，所述阻燃剂为核壳结构，其中，以含有二氧化硅和氢氧化铝的组分为核结构，以表面活性剂、季戊四醇磷酸酯三聚氰胺盐和第一偶联剂为形成壳的原料反应后得到磷氮系壳结构。

优选地，所述二氧化硅与氢氧化铝的质量比为3-6∶0.5-1，优选地，所述质量比为5∶0.5。

优选地，所述表面活性剂的含量为所述二氧化硅和氢氧化铝总质量的0.1-1wt％，优选地，所述表面活性剂的含量为所述二氧化硅和氢氧化铝总质量的0.5wt％，

优选地，所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、吐温-60和司盘-60中的一种或两种以上的组合。

优选地，所述第一偶联剂的含量为所述二氧化硅和氢氧化铝总质量的0.5-1.5wt％，