[發明專利]摻稀土類水滑石作無鹵阻燃劑和補強劑的復合材料制備方法

無效

• 申請號: 201110366110.6
• 申請日: 2011-11-18
• 公開（公告）號: CN102408625A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 王麗麗;李斌;陳春霞
• 申請（專利權）人: 東北林業大學
• 主分類號: C08L23/08
• 分類號: C08L23/08;C08K9/04;C08K3/26;C08K3/08
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 陳曉光

技術領域：

發明涉及一種用于無機有機復合功能高分子材料領域；具體涉及一種摻稀土類水滑石作無鹵阻燃劑和補強劑的復合材料制備方法。

背景技術：

乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）是最主要的乙烯共聚物之一，作為一種重要的聚烯烴高聚物材料廣泛應用于薄膜、發泡鞋材、隔音板、體操墊、密封型材、粘合劑、擠出涂層、注塑、油墨、箱包、瓶蓋墊、各種擠出軟管、硬管、玩具和電線電纜等領域。EVA屬于非常易燃的高聚物之一，且燃燒時會產生大量的黑煙和有毒的一氧化碳（CO）氣體，又由于EVA制品在人們的日常生活中隨處可見，因此，使EVA具備良好的阻燃性能和抑煙性能至關重要而且刻不容緩。然而，一直以來，國內具有阻燃性能的EVA樹脂復合材料的消費主要依賴進口，且近幾年進口數量增長更快，這種以進口為主的模式對我國的經濟建設勢必起到一定的阻礙作用。

類水滑石是一類陰離子型粘土，其晶體呈層狀結構，層間含有水分子和可交換的陰離子。碳酸根型類水滑石的層間是大量碳酸根離子和水分子，因此，在受熱時會脫水吸熱，對體系的物種和環境起到冷卻作用，從而阻止聚合物復合材料的溫度進一步上升；同時分解釋放出的水和二氧化碳氣體能夠稀釋周圍可燃性氣體起到阻止材料燃燒的作用；類水滑石受熱分解后轉變呈堿性很強、比表面很大的復合金屬氧化物（LDO），對煙霧和有毒氣體，特別是酸性氣體有很強的吸附作用，從而表現出優良的抑煙性能。然而無機阻燃劑通常需要較大的填充量才能達到理想的阻燃效果，但大的添加量所引起的加工及產品力學性能極度下降等問題都比較嚴重。因此開發低填充量且對材料力學性能影響小的有機改性類水滑石高效阻燃劑具有重要的現實意義和科研價值。但至今摻雜稀土的硬脂酸鈉表面接枝改性類水滑石作為EVA阻燃劑和補強劑的研究還未見報道。

發明內容：

發明的目的是提供一種阻燃效率高、添加量小，同時具有抑煙的功效的摻稀土類水滑石作無鹵阻燃劑和補強劑的復合材料制備方法。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

一種摻稀土類水滑石作無鹵阻燃劑和補強劑的復合材料，其組成包括：摻雜稀土的表面改性類水滑石、乙烯醋酸乙烯，所述的摻雜稀土的表面改性類水滑石的重量份數2~20，所述的乙烯醋酸乙烯的重量份數98~80。

所述的摻稀土類水滑石作無鹵阻燃劑和補強劑的復合材料，由所述的摻雜稀土的表面改性類水滑石與所述的乙烯醋酸乙烯組成共聚物(EVA)，所述的共聚物(EVA)中VA的含量為28%。

一種摻稀土類水滑石作無鹵阻燃劑和補強劑的復合材料制備方法，取所述的摻雜稀土的表面改性類水滑石與所述的乙烯醋酸乙烯的重量份數在溫度為150°C時，攪拌轉速為60r/min，混料時間為10min時充分混合原料。

所述的摻稀土類水滑石作無鹵阻燃劑和補強劑的復合材料制備方法，所述的摻雜稀土的表面改性類水滑石的制備方法，所述的制備方法有七步，第一步將稀土硝酸鹽和鎳、鎂、鋁的硝酸鹽溶解于水中制得金屬鹽混合溶液，其中各金屬離子的摩爾比為鎳：鎂：稀土：鋁?=?0.1：2.9：0.5：0.5；第二步將NaOH和Na2CO3的混合堿液作為層間陰離子溶液和pH調節劑；第三步在70°C水浴并強力攪拌下，將第一步的金屬鹽混合液逐滴滴入到四口瓶中，同時用第二步的混合堿液調節溶液的pH為8~9，持續攪拌得漿液；第四步將第三步所得漿液在可控溫微波爐內70°C下水熱晶化30min；第五步將第四步所得產品在70°C微波水熱晶化并強力攪拌下用表面活性劑硬脂酸鈉進行表面接枝改性30?min；第六步用去離子水和乙醇多次洗滌第五步所得的表面改性產品至中性，抽濾，在70°C下微波干燥30min；第七步將第六步所得干燥產品粉碎、過篩，取120目粉料，既得到硬脂酸鈉表面改性的分別摻雜稀土La、Ce、Nd的類水滑石無鹵阻燃劑和補強劑材料。

所述的摻稀土類水滑石作無鹵阻燃劑和補強劑的復合材料制備方法，所述的稀土硝酸鹽為硝酸鑭或硝酸鈰或硝酸釹。

有益效果：

1.本發明利用了微波水熱晶化技術，快速可控的實現了摻雜稀土的硬脂酸鈉表面改性類水滑石的制備，并且得到的類水滑石材料作為EVA阻燃劑展現了阻燃效率高、添加量小，同時具有抑煙的功效，且對復合材料的力學性能影響小。