[發明專利]聚酰亞胺插層接枝氫氧化鎂阻燃劑的制備方法

無效

• 申請號: 201010109615.X
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN101787290A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 虞鑫海;李四新
• 申請（專利權）人: 東華大學;上海旭森非鹵消煙阻燃劑有限公司
• 主分類號: C09K21/14
• 分類號: C09K21/14;C08G73/10;C08L79/08;C08L23/08;C08L31/04;C08L23/06;C08L23/12;C08L77/00;C08L63/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬非鹵消煙阻燃高分子材料領域，特別是涉及一種聚酰亞胺插層接枝氫氧化鎂 阻燃劑的制備方法。

背景技術

隨著塑料工業、電線電纜、印制線路板、汽車、航空航天、紡織服裝、裝飾面料等的 快速發展，對阻燃劑的需求，特別是對無毒、抑煙型無機阻燃劑的需求將更迫切。

由于無機阻燃劑毒性低，因而完全符合當今阻燃劑向環保型發展的大趨勢。但由于無 機阻燃劑(如氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅等)是填料型的，在樹脂中添加量較大，往往會 不同程度地影響材料的加工性能和機械力學性能。因此，對傳統的無機阻燃劑進行改性研 究已成為目前比較熱門的研究課題。

無機阻燃劑的微膠囊化、表面改性、少塵或無塵化和協同效應等，已成為解決這一問 題的良策。例如，美國索萊姆公司(SolemIndustries)推出一系列經過硅碳偶聯劑、硬脂酸等 表面處理的氫氧化鋁、超細氫氧化鋁以及經過改良的氫氧化鎂新品種，這些產品能夠在低添 加量的情況下達到較好的阻燃效果，從而提高制品的經濟效益。在實際應用中，單獨使用一 種無機阻燃劑常常無法滿足材料阻燃性的要求，因此常選擇兩種或兩種以上的阻燃劑進行 配合或制成復合阻燃劑使用。

氫氧化鎂與其它無機阻燃劑相比，在使高分子材料獲得優良的阻燃效果同時，還能夠 抑制煙霧和鹵化氫等毒性氣體的生成，賦予材料無毒性、無腐蝕性等特點。氫氧化鎂在生 產、使用和廢棄物產生的過程中均無有害物質排放，對環境不造成污染；分解溫度高(其起 始分解溫度比氫氧化鋁高得多，達320℃，氫氧化鋁為220℃)，能與多種成分復配，而且具 有抗酸性，能中和燃燒過程中產生的酸性和腐蝕性氣體，阻燃和消煙性能俱佳，是一種環 境友好的綠色阻燃劑。

不過氫氧化鎂也有存在以下缺點：(1)添加量高，對材料的物理—機械性能及加工性 能影響大。(2)普通氫氧化鎂多為六方晶形或無定形晶體，比表面積大，晶粒間有很強的 凝聚成團性，在樹脂中分散性很差，因而難以和塑料相容，用作阻燃劑時需經過特殊的處 理，使之具備特殊的結構。因此，根據其特點，研究其與其它阻燃劑的復配技術是非常重要的 課題。

羅士平，李錦春，孫惠，楊柳【氫氧化鎂表面改性及其在EVA中的應用，江蘇石油化 工學院學報，1998，10(4)：4-7】公開了氫氧化鎂-EVA阻燃體系的制備方法，其主要特 征在于：采用陰離子表面活性劑油酸鈉、十一烯酸鈉對氫氧化鎂進行表面改性，考察了濃 度，溫度，pH值，固液比對吸附量的影響。測定了改性前后氫氧化鎂的比表面，潤濕角，IR 等，將改性前后的氫氧化鎂填充在EVA樹脂中，測定其拉伸強度及氧指數。實驗表明：改 性后的氫氧化鎂在樹脂中分散性好，增強了與樹脂之間的親合力，從而改善了材料的力學 性能(拉伸強度：≤8.28MPa)和阻燃性能(極限氧指數：≤28.5)。

該方法的缺點在于：拉伸強度和極限氧指數偏低。

黃海宏等人【硬脂酸改性Mg(OH)₂的機理及對EVA性能的影響，北京化工大學學報， 2006，33(2)：50-54】公開了氫氧化鎂-EVA阻燃體系的制備方法，其主要特征在于：采 用硬脂酸先對Mg(OH)₂進行表面改性，然后再與乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)共混，從 而得到氫氧化鎂-EVA阻燃體系。其作用機理是依靠硬脂酸的酸性-COOH與無機填料表 面的堿性基團發生作用，反應生成的硬脂酸鹽停留在無機粒子表面，起到表面改性的作 用。

該方法的缺點在于：

(1)氫氧化鎂-EVA阻燃體系的拉伸強度隨硬脂酸(SA)用量的增加而不斷降低，而斷裂 伸長率隨著硬脂酸(SA)用量增加先出現一個平穩增長再迅速增加的規律；當硬脂酸用量 增加到一定程度時，氫氧化鎂-EVA阻燃體系的斷裂伸長率反而有所下降，最終達到一個平 衡值。其中，相比3％SA改性Mg(OH)₂填充體系而言，填充5％硬脂酸改性Mg(OH)₂的氫 氧化鎂-EVA阻燃體系的斷裂伸長率明顯增加，由120％增加到528％。