[發明專利]一種阻燃添加劑的制備方法

有效

• 申請號: 201110101980.0
• 申請日: 2011-04-22
• 公開（公告）號: CN102220144A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 朱紅芳;李娟;許亮
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C09K21/10
• 分類號: C09K21/10;C01B33/44
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于添加劑技術領域，涉及一種阻燃添加劑的制備方法，具體涉及了一種具有高阻燃性能的有機阻燃劑插層層狀粘土的制備方法。

背景技術

層狀無機物（如粘土、水滑石、石墨）以及層狀金屬鹽類如（層狀磷酸鋯）等在一定驅動力作用下能碎裂成納米尺寸的微區結構，其片層間距一般為納米級，可以容納單體和聚合物分子。其中粘土是一種2:1型層狀硅酸鹽，其晶層結構為兩層硅氧四面體間夾一層鋁（鎂）氧（羥基）八面體構成，晶層厚約1nm左右。粘土的晶層中存在廣泛的同晶置換現象，比如八面體中Al³⁺被Mg²⁺、Ni²⁺以及Zn²⁺等替代，使得晶層呈負電荷。這時水合陽離子如Na⁺、K⁺、Ca²⁺以及Mg²⁺等可以占據層間形成抗衡陽離子。這些金屬陽離子被很弱的電場作用力吸附在層間以及片層表面，因此其他金屬陽離子或者有機陽離子能夠與這部分抗衡離子發生交換，從而獲得改性粘土。而陽離子交換的程度依賴于原先粘土層間陽離子存在的量，即所謂的陽離子交換容量（CEC），因此無論與何種陽離子進行交換，CEC都是交換量的上限。天然粘土或者是鈉化改性后的粘土均能在水及極性溶液中良好分散，因此能夠與聚乙烯醇、聚氯乙烯等極性高分子形成納米復合物，起到優異的增強效果。為了獲得與非極性高分子聚合物良好的親合性，一般都會需要對粘土進行非極化改性。為了達到這一目的，常用烷基銨鹽對粘土進行離子交換改性，改性后的粘土呈親油性，并且層間距增大。親油性以及較大的層間距均有利于非極性及低極性聚合物進入粘土層間，依靠它們之間復合產生的熱量及膨脹力使粘土層間距擴大直至剝離，從而促使蒙脫石均勻地以納米尺寸分散在聚合物基體中。

目前應用比較成熟的層狀粘土的插層劑主要為長鏈季銨鹽類（C12-C18）如：十八烷基三甲基氯化銨（1831）、溴化十六烷基三甲基胺鹽（CTAB）和氯化十六烷基吡啶（CPC）等長鏈烷基季銨鹽等以及氨基酸類適用于極性聚合物的插層劑，這些插層技術已經非常成熟，相關的專利列舉如下：CN101186305,?CN1497007A,?CN1508194N,?CN1401566,?CN1289783和CN1563207。這些改性多用來改善粘土與樹脂基體的相容性和分散性。

原位插層法是應用得較廣的一類納米粘土復合物制備方法。原位插層聚合的主要過程為：將聚合物單體或催化劑插入到粘土層間，單體在粘土層間原位聚合，形成二維有序的納米復合材料。1987年日本首先利用單體插層法制備了納米尼龍，納米分散的粘土晶層使材料的性能及熱變形溫度均得到較大幅度的提高（《高分子論文集》（日文），1995,52（2）：299）。中科院化學研究所對尼龍6/粘土體系也進行了深入的研究，首創了“原位插層一步法”復合方法，將單體（己內酰胺）插層到粘土層間然后在同一分散體系中進行聚合。這種方法成功地制備了尼龍6/粘土納米復合物（高分子通報，1997,24（3）：135-143）。