[發明專利]一種含高分子偶聯劑的活性鎂系阻燃劑及其制備方法

無效

• 申請號: 201210140331.6
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN102653599A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 項素云;孫強;孫江波;王傳業
• 申請（專利權）人: 大連蓋特科技發展有限公司
• 主分類號: C08K9/06
• 分類號: C08K9/06;C08K9/04;C08K3/22;C09C1/02;C09C3/12;C09C3/10;C09C3/08
• 代理公司: 大連星海專利事務所 21208
• 代理人: 花向陽

所屬領域

本發明涉及一種含高分子偶聯劑的活性鎂系阻燃劑及其制備方法，特別涉及天然水鎂石粉體的表面活化處理。

背景技術

天然水鎂石具有與氫氧化鎂相同的組成，相似的阻燃效果，是目前最廣泛使用的無機阻燃劑之一。由于其具有無毒，環保，熱分解溫度高，硬度低，對加工設備磨損小等優點，在塑料橡膠等的阻燃材料領域越來越多地受到人們的青睞。但是，天然水鎂石粉體，表面存在大量的羥基，極性大，“親水疏油”，難于在非極性的塑料橡膠等高分子基體中分散，必需對其進行表面改性處理，以降低其表面極性，使其表面轉變為“親油疏水”。尤其是，鎂系阻燃劑需要較大的添加量才能起到好的阻燃效果，因此必須進行表面改性以改善其與非極性塑料基體的相容性，提高其分散性和復合材料的綜合性能。目前，針對水鎂石的表面改性已有很多研究，在中國專利CN200710151942.X和CN200510045850.4中報道了采用低分子偶聯劑或表面活化劑對水鎂石進行表面改性處理。該方法采用干法或濕法改性工藝均可以實施，部分解決了水鎂石粉體的表面極性問題。采用接枝的方法，如中國專利CN200610039737.X，對水鎂石粉體進行表面改性處理則可以使活化粉體具有更高的活化率，使復合材料具有更優異的綜合應用性能，但是，該方法一般需要采用濕法表面處理工藝，成本較高，且對環境有不良影響。由于單一處理劑改性效果達不到人們對復合材料日益增長的綜合性能的要求，有人采用了復合的低分子偶聯劑對水鎂石進行表面改性處理，如中國專利CN03134189.6和CN200610039737.X。該方法較好地解決了單一低分子偶聯劑只能解決某一方面性能的問題。

發明內容

針對高分子偶聯劑和低分子偶聯劑的特點，本發明采用含高分子偶聯劑的復合處理劑、干法改性工藝對天然水鎂石粉體進行表面改性處理，在提高鎂系阻燃劑與樹脂基體的相容性、分散性以及填充量的同時，發揮低分子偶聯劑的特定作用，使復合材料具有優異的綜合性能。

本發明采用的技術方案如下：一種含高分子偶聯劑的活性鎂系阻燃劑的組分包括天然水鎂石粉體、高分子偶聯劑、低分子偶聯劑以及助劑，各組分的質量份數比為：100?:?3～6?:?0.4～4?:?0.3～2。

所述的一種含高分子偶聯劑的活性鎂系阻燃劑的制備方法包括以下步驟：

①將天然水鎂石粉體、高分子偶聯劑、低分子偶聯劑以及助劑按所述質量份數比分別加入到高混機中，在80～140℃攪拌5～40分鐘；

②經過高混機處理的粉體取出后在100～120℃下繼續反應30～120分鐘，得到活性鎂系阻燃劑；

③檢測活性鎂系阻燃劑的活化率。

所述天然水鎂石粉體的粒徑D₉₇為3.0～150微米。

所述高分子偶聯劑選自聚乙烯接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯、聚乙烯接枝馬來酸酐或聚乙烯接枝苯乙烯中的一種。

所述低分子偶聯劑選自乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三（β-甲氧基乙氧基）硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、異丙基三異酞酰鈦酸酯、二焦磷酰氧基羥乙酸鈦酸酯、異丙基三（二辛基磷酸酰氧基）鈦酸酯、異丙基-二（十二烷基）硼酸酯、異丙基-二（十八烷基）硼酸酯中的一種或兩種的混合物。

所述助劑選自白油、硅油中的一種或兩種的混合物。

本發明的有益效果是：這種含高分子偶聯劑的活性鎂系阻燃劑的組分包括天然水鎂石粉體、高分子偶聯劑、低分子偶聯劑以及助劑，各組分的質量份數比為：100?:?3～6?:?0.4～4?:?0.3～2。該活性鎂系阻燃劑采用干法活化改性工藝對天然水鎂石粉體進行表面活化處理，制備活性鎂系阻燃劑。高分子偶聯劑的使用有效地提高了天然水鎂石粉在塑料基體中的分散性和相容性，提高復合材料的綜合性能。利用干法改性工藝對無機粉體進行表面處理，耗能低，操作工藝方便，生產效率高，無三廢排放，經濟效益顯著。制備的活性鎂系阻燃劑可以廣泛應用于電線電纜、建材、電子電器等領域的阻燃復合材料中，達到優異的阻燃效果，具有顯著的經濟和社會效益。

具體實施方式

實施例一

將0.07千克γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、0.05千克硅油、0.1千克聚乙烯接枝馬來酸酐以及2千克粒徑D₉₇為4.0微米的天然水鎂石粉體分別加入到高混機中，在120℃攪拌30分鐘，取出后在120℃下繼續反應90分鐘，得到活性鎂系阻燃劑。檢測活化率為99.5%。

實施例二