[发明专利]一种组合物、包含该组合物的阻燃剂及其制备方法

说明书

本发明提供一种组合物，所述组合物用于制备膨胀型硅橡胶用阻燃剂，其特征在于：所述组合物中各组分质量配比包括：焦磷酸哌嗪20‑40份，珍珠岩20‑40份，及磷酸二锑30‑50份；采用膨胀阻燃原理实现硅橡胶的阻燃。珍珠岩和焦磷酸哌嗪受热可以膨胀，其中，珍珠岩为无机硅酸盐膨胀物，焦磷酸哌嗪为含碳膨胀层，两者都有很好的隔热效果，磷酸二锑受热熔化，会填充于珍珠岩与焦磷酸哌嗪之间，并能参与化学反应，并起连接作用，使碳层更密实。

技术领域

本发明涉及阻燃材料的技术领域，具体涉及一种组合物、包含该组合物的阻燃剂及其制备方法。

背景技术

20世纪30年代建立起来的高分子合成与加工业在50年代后期得到了迅速发展，橡胶、塑料、纤维三大合成材料越来越多地应用于国民经济的各个部门及人们的生产生活中，而同时由于高分子材料被引燃导致的火灾也频频发生，由此造成的人员伤亡及财产损失也越来越大。人们在研究火灾发生的规律时发现，如果提高橡胶、塑料等高分子材料的阻燃性，那么火灾发生的可能性及由火灾引发的人员伤亡、财产损失均可大幅度降低，所以人们越来越重视高分子材料的阻燃性。

橡胶阻燃剂可分为含卤和无卤两大类。其中，含卤阻燃剂(特别是溴系阻燃剂)由于其用量少、阻燃效率高且适应性广而得到广泛应用，并且含卤阻燃剂不会严重恶化基材的物理机械性能和电气性能，品种多样，性价比高，来源充足。然而含卤阻燃剂的严重缺点是燃烧时生成大量的烟和有毒且具腐蚀性的气体，可导致金属物件腐蚀和环境污染，并生成对人体极其有害的有毒气体。而无卤阻燃剂由于低烟、低毒、少腐蚀，从而在环保呼声日益高涨的今天，受到人们的青睐。

硅橡胶是一种耐高低温、耐老化等性能非常优异的橡胶，被广泛应用在电子、机械等诸多行业。如果不对硅橡胶进行阻燃处理，其氧指数小于21％，本身是易燃材料。硅橡胶的阻燃改性已成为目前硅橡胶应用研究的主要方向之一。

现有技术中已经出现有多种制备阻燃剂的相关技术专利，申请号CN201610466839.3的专利中提供了一种膨胀阻燃硅橡胶及其制备方法，由以下组分及重量份含量组成：含乙烯基端基聚硅氧烷90～95、含氢聚硅氧烷5～10、催化剂0.3～0.5、膨胀型阻燃剂20～30，其中膨胀型阻燃剂由多聚磷酸铵、四[β(3，5二叔丁基4羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯和三聚氰胺、聚酰亚胺超分子网状复合材料组成。本发明通过采用超分子技术改性阻燃剂及制备阻燃硅橡胶，使所得的硅橡胶的燃烧性能明显减低，力学性能、热稳定性能和阻燃性能均显著提高，拓宽了其应用领域。然而该技术方案中使用的季戊四醇磷酸酯，聚磷酸铵容易吸潮，且聚酰亚胺属于塑料，对硅橡胶的压缩永久变形指标不利；

公开号为CN105669970A的专利中公开了主链含哌嗪结构的聚酰胺类膨胀阻燃成炭剂，其结构通式如下：式中R1为H、碳原子数为1～4的直链或支链烷基、苯基、苯甲基或苯酚基中的任一种，R2代表碳原子数为1～8的直链或支链烷基，n≥1。本发明还涉及该膨胀阻燃成炭剂的制备方法，以及作为新型膨胀阻燃体系碳源的应用和该新型膨胀阻燃体系在聚烯烃、聚氨酯、聚乳酸、聚酰胺、三元乙丙橡胶、硅橡胶以及环氧树脂无卤阻燃中的应用。本发明制备的膨胀阻燃成炭剂无卤低烟低毒，热稳定性好，成炭效率高，耐水性强，对被阻燃的高聚物的力学性能影响较小，同时合成工艺简单，可用一步法制备，便于工业化生产。然而该方法目前尚无工业化产品，仍是实验室研究工作；主链含哌嗪结构的聚酰胺类膨胀阻燃成炭剂是大分子结构，本身无法做成超细颗粒，因此分散受影响，且对橡胶的物性不利；