[發(fā)明專利]鐵氧化物在消除紅磷阻燃尼龍中刺激性氣味中的應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410232020.1
• 申請(qǐng)日: 2014-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN103992634A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李景慶;崔嵬;陰杰;楊金生;張銀宇;蕭怡然;王秀奎;李明輝;翟羽健;崔慧娟;尚英瑞;蔣世春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué);天津市飛榮達(dá)科技有限公司
• 主分類號(hào): C08L77/00
• 分類號(hào): C08L77/00;C08L77/02;C08K3/22;C08K3/02;C01G49/08;C01G49/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 王秀奎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料加工領(lǐng)域，更加具體地說，涉及一種可減弱乃至消除紅磷阻燃尼龍材料(如尼龍6)等在高溫加工時(shí)產(chǎn)生刺激性異味的鐵氧化物的使用方法。

背景技術(shù)

尼龍類材料因具有良好的電性能、力學(xué)性能、耐熱性、韌性、耐磨性、耐油性、自潤滑性、耐化學(xué)藥品性等優(yōu)良性能，廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。未經(jīng)改性的尼龍其阻燃性能較差，其垂直燃燒只能達(dá)到UL94V-2級(jí)，氧指數(shù)為24左右，并且在燃燒過程中產(chǎn)生滴落，屬于易燃材料，在使用過程中極易引發(fā)火災(zāi)。尤其是在電子產(chǎn)品領(lǐng)域，因尼龍而引發(fā)的火災(zāi)不計(jì)其數(shù)，造成損失較大，因此，對(duì)尼龍的阻燃改性成為當(dāng)今學(xué)術(shù)界與工業(yè)界共同關(guān)注與攻關(guān)的課題。

目前，針對(duì)不同的應(yīng)用要求，可用于尼龍材料阻燃的阻燃劑種類很多，包括各種含鹵及無鹵阻燃劑。含鹵阻燃劑一般由于燃燒時(shí)的鹵化氫會(huì)帶來有限空間內(nèi)空氣的染污，其應(yīng)用受到很大限制，但也有一些溴系阻燃劑符合歐洲ROHS標(biāo)準(zhǔn)，即一定意義上可達(dá)到環(huán)保要求，其阻燃尼龍材料的阻燃性能可達(dá)到UL94VO級(jí)和V1、V2級(jí)要求。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，尼龍材料的無鹵阻燃逐步得到更多關(guān)注，無鹵阻燃已成為尼龍阻燃的重要發(fā)展方向，在尼龍中應(yīng)用較廣的無鹵阻燃劑尤以紅磷和三聚氰胺鹽類為主。無鹵阻燃尼龍產(chǎn)品的阻燃性能優(yōu)異，阻燃級(jí)別可達(dá)到UL94V0級(jí)，且具有低析出、防滴落，高電氣性能及耐熱性優(yōu)良，CTI值高，電氣性能好，沖擊強(qiáng)度高，對(duì)環(huán)境友好，環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。因而，無鹵阻燃尼龍?jiān)谌沼秒娖鳌㈦姎饨硬寮㈦娮与姎猱a(chǎn)品等領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。

紅磷是一種廉價(jià)易得的阻燃劑，具有很高的阻燃效率，并能改善制品的抗電弧性，但紅磷阻燃劑在尼龍中的使用也存在兩大方面的問題：一方面存在儲(chǔ)存及顏色方面的局限性，即存貯運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)的防火安全問題和制品顏色受限于紅磷本身的自身顏色；另一方面是用紅磷做阻燃劑生產(chǎn)出來的尼龍材料在生產(chǎn)過程和使用過程中都會(huì)有很大的異味，造成有限空間內(nèi)的空氣質(zhì)量變差，影響生產(chǎn)人員和使用人員的身心健康。針對(duì)儲(chǔ)存及顏色問題，目前通過紅磷顆粒的包覆處理已經(jīng)取得了一些進(jìn)展，如發(fā)展形成了一些白度化紅磷產(chǎn)品，但在去除異味方面仍然存在很多問題需要解決。

現(xiàn)階段人們對(duì)紅磷阻燃尼龍(如尼龍6)過程中異味的產(chǎn)生，一般認(rèn)為是紅磷在尼龍?bào)w系中生成了磷化氫(具有臭味，有毒)并擴(kuò)散到空氣中導(dǎo)致的。在去除紅磷阻燃尼龍?bào)w系的異味方面，目前人們主要通過添加香料遮住臭味或添加多孔物質(zhì)進(jìn)行有限吸附或通過螯合作用以消除異味，但這些方法沒有或者難以徹底有效地解決異味問題，實(shí)際效果欠佳，尤其在高溫加工和燃燒等苛刻環(huán)境條件下，不能滿足應(yīng)用需求。也有部分文獻(xiàn)報(bào)道嘗試?yán)@開紅磷阻燃劑的使用，如通過開發(fā)反應(yīng)性阻燃劑等新型阻燃劑來替代紅磷，進(jìn)而解決阻燃體系的異味問題，但由于價(jià)格及阻燃效率等原因，該方法的普及度并不高。基于磷化氫的形成與釋放各環(huán)節(jié)來阻止其生成反應(yīng)的發(fā)生進(jìn)而避免磷化氫的產(chǎn)生或阻斷其往空間內(nèi)的散播，由此徹底解決異味問題，應(yīng)當(dāng)是解決紅磷阻燃尼龍材料異味問題的重要途徑，但鮮有這方面的相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，在不損失紅磷阻燃劑對(duì)尼龍材料的阻燃效果及其力學(xué)性能等的前提下，通過添加一種鐵氧化物，可在紅磷阻燃尼龍熱成型加工(如加工溫度為260℃)條件下，抑制磷化氫向環(huán)境空間的釋放，消除由其造成的刺激性異味，滿足生產(chǎn)上健康環(huán)保的空氣質(zhì)量要求，同時(shí)也可抑制紅磷阻燃尼龍產(chǎn)品在使用過程中可能的磷化氫釋放。

本發(fā)明的技術(shù)目的通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

鐵氧化物在消除紅磷阻燃尼龍中刺激性氣味中的應(yīng)用。

所述鐵氧化物為四氧化三鐵和三氧化二鐵混合的活性鐵氧化物，按照下述步驟進(jìn)行制備：

稱取硝酸鐵溶于去離子水中，配成0.2mol/L的水溶液；然后滴入氨水，直到pH值達(dá)到10以上，靜置沉淀后過濾，將濾餅烘干后；在300—700℃下煅燒4—6小時(shí)得到活性鐵氧化物，即得到四氧化三鐵和三氧化二鐵混合的活性鐵氧化物。

以尼龍為100質(zhì)量份，紅磷添加量為10質(zhì)量份，鐵氧化物添加量為1—5質(zhì)量份。

所述鐵氧化物除味劑直接用熔融共混的方式加入到紅磷阻燃尼龍材料中。

通過熔融共混使尼龍、紅磷阻燃劑、除味劑三者混合均勻時(shí)，可采用雙螺桿擠出造粒或密煉機(jī)密煉的方式，在尼龍材料通常使用的共混溫度進(jìn)行共混。

所述尼龍為尼龍6。

所述紅磷阻燃尼龍材料的熱成型加工溫度優(yōu)選240—250攝氏度。