[發明專利]氫氧化鎂復合阻燃材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110200646.0
• 申請日: 2011-07-18
• 公開（公告）號: CN102276899A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 章啟忠;劉家祥;饒發明;孫晨琛;伍朝蓬;李敏;季佳善
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司;北京化工大學
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L27/06;C08L23/12;C08L25/06;C08L77/00;C08L59/02;C08L21/00;C08L23/08;C08L53/02;C08K13/02;C08K3/22;C08K5/12;C08K5/523
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 馬輝;楊柳林

技術領域

本發明屬于無機阻燃材料技術領域，具體是指一種氫氧化鎂復合阻燃材料及其制備方法。

背景技術

目前，市場上采用的阻燃劑大多為含鹵或含磷的化合物，這類物質具有價格低廉，實際阻燃效果好的特點，但是在燃燒時會散發出有害氣體，從而造成人員損傷和環境污染。由于鹵素化合物的危害性逐步被認知并引起重視，環保發展趨勢將促使越來越多的消費者使用無鹵素、低毒、抑煙的無機阻燃劑。在國內外研究和應用較多的新型無機阻燃劑，主要是氫氧化鎂和氫氧化鋁以及五氧化二銻等，由于氫氧化鋁能在245～320℃范圍內完成脫水反應，吸收潛熱降低溫度，因此它的有效使用范圍較低，適用于加工溫度較低的樹脂如聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、環氧樹脂、不飽和聚酯、丙烯樹脂和AB?S樹脂等。而氫氧化鎂具有分解溫度較高、熱穩定性能好、無毒抑煙等特點，適合制備成聚合物的無機阻燃劑，尤其是片狀或纖維狀氫氧化鎂還具有阻隔、抗酸及填充等多種功能，近年來倍受人們重視。與銷量最大的氫氧化鋁相比，氫氧化鎂聚合物無機阻燃劑在熱穩定性、除酸能力、適用的聚合物的阻燃能力、抑煙能力等方面遠優于氫氧化鋁，是一種值得大力開發的無機阻燃劑，而且它有進一步取代氫氧化鋁的趨勢。

在本發明之前，申請號為200610039374.X的中國專利公開了一種熱塑性樹脂/氫氧化鎂高性能阻燃復合材料及其生產方法。熱塑性樹脂/氫氧化鎂高性能阻燃復合材料主要由熱塑性樹脂和經焙燒處理的氫氧化鎂組成，另外還可包括抗氧劑、潤滑劑，典型的熱塑性樹脂為尼龍。該發明方法制備的復合材料擁有較高的力學性能和優良的阻燃性能，但此發明僅局限于熱塑性樹脂尼龍阻燃復合材料及其制備方法，對其他基體不能適用。

申請號為02124390.5的中國國專利公開了一種氫氧化鎂無鹵阻燃聚乙烯復合材料，以重量份計由如下組份及其含量組成：聚乙烯100；氫氧化鎂30～330；彈性體50～120；偶聯劑0.3～5.0；界面改性劑0.2～6.0；分散劑0.2～5.0；增效劑0.1～2.0；抗氧劑0.1～2.0；所述氫氧化鎂為天然礦石粉末或合成氫氧化鎂，其顆粒度一般為11μm～100μm；所述彈性體為乙丙橡膠、三元乙丙橡膠、乙烯-辛烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯醋共聚物等。本發明復合材料同時具有高韌性和高強度的氫氧化鎂阻燃聚乙烯復合材料：垂直燃燒FV-0級，拉伸強度18.0MPa，沖擊強度423.5J/m，斷裂伸長率120.8％。但此專利方法僅適用于制備聚乙烯復合阻燃材料，對其他基體不能適用，而且需加入彈性體改善復合材料性能，成本較高。

發明內容

本發明的一個目的是要提供一種抗沖擊性能強、拉伸強度高、氧指數高的氫氧化鎂復合阻燃材料。

為實現上述目的，本發明的氫氧化鎂復合阻燃材料，它包括如下重量份的組份：高聚物20～100份、氫氧化鎂40～80份、增韌劑5～20份，其中，所述高聚物為聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚甲醛、橡膠或尼龍中的一種或幾種；所述增韌劑為鄰苯二甲酸二辛酯、聚乙烯辛烯彈性體、磷酸三甲苯酚酯、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一種或幾種。

進一步的，所述氫氧化鎂復合阻燃材料包括如下重量份的組份：聚乙烯5～30份、聚苯乙烯10～50份、聚丙烯5～20份、氫氧化鎂60～70份、鄰苯二甲酸二辛酯1～5份、聚乙烯辛烯彈性體2～10份、磷酸三甲苯酚酯2～5份。

再進一步的，所述氫氧化鎂復合阻燃材料中還含有重量份為1～10份的阻燃協效劑，所述阻燃協效劑為氫氧化鋁、三聚氰胺、聚磷酸銨、季戊四醇、氧化銻、有機硅化物、紅磷、氧化鋅、硼酸鋅、二氧化硅或石墨中的一種或幾種。

本發明的另一個目的就是要提供一種氫氧化鎂復合阻燃材料的制備方法，該制備方法工藝簡單、成本低廉、易于推廣。

為實現上述目的，本發明的氫氧化鎂復合阻燃材料的制備方法包括以下步驟：

1)將高聚物、氫氧化鎂、增韌劑按所述重量比混合均勻后，加入到擠出機中共混擠出；

2)將所述擠出物料冷卻后進行造粒，得到復合材料顆粒；

3)將所得顆粒恒溫烘干18～30h，得到氫氧化鎂復合阻燃材料。

進一步的，所述步驟3)中，控制烘干溫度為60～100℃。

本發明的氫氧化鎂復合阻燃材料的各成分設置原理如下：