[發明專利]CTAB?磷酸鹽阻燃劑及其復合阻燃材料和制備方法

有效

• 申請號: 201410814247.7
• 申請日: 2014-12-24
• 公開（公告）號: CN104448389B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 易中華
• 申請（專利權）人: 東莞市迪彩塑膠五金有限公司
• 主分類號: C08K9/04
• 分類號: C08K9/04;C08K3/32;C08K7/24;C08L23/06;C08L23/12;C08L25/06;C08L27/06;C08L55/02;C08L23/08;C08L77/02;C08L51/06;C08J3/22;B29B9/06
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 張艷美,郝傳鑫

技術領域

本發明屬于新材料技術領域，具體涉及一種CTAB-磷酸鹽阻燃劑及其使用該阻燃劑的復合阻燃材料和制備方法。

背景技術

高分子化合物也叫高分子聚合物，它與低分子化合物相比較，分子量非常高。由于這一突出特點，使之顯示出了特有的性能：高分子量、高彈性、高黏度、結晶度低、無氣態。這些特點也賦予了高分子材料(如復合材料、橡膠等)具有高強度、高韌性、高彈性等優異的特點。使之被廣泛應用于電氣電子、結構建筑、建筑技術、車輛制造等領域。雖然它們具有良好的機械性能、可加工性和化學穩定性；但它們屬于有機高分子材料，具有易燃性且燃燒速度快而難以撲滅的弊端。由此帶來的火災隱患已成為普遍關注的社會問題，如何改變高分子聚合物的易燃性已經成為科學研究的重點。

目前降低聚合物易燃性所采取的方法主要是在聚合物中添加阻燃劑。當前廣泛使用的阻燃劑按其組成可分為含鹵和無鹵阻燃體系，其中含鹵阻燃劑由于燃燒時釋放大量的煙塵和有毒、有腐蝕性氣體，造成大氣污染、妨礙救生和逃生；而無鹵阻燃劑中金屬氫氧化物添加量大，又會影響材料的其他性能；另外阻燃齊聚物，阻燃效果好而且低煙低毒，但是合成工藝復雜，成本高。近年來由于環保意識的提高和可持續發展理念的推廣，高效、低毒、低煙、機械和力學性能良好、具有火災安全性、綜合性能優化的新型阻燃材料成為阻燃領域發展的趨勢。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種與聚合物的之間具有較好相容性的CTAB-磷酸鹽阻燃劑；相容性好，能很好起到阻燃效果的同時，對所得阻燃聚合物的物化性能進行綜合調整優化。

本發明的目的之二是提供了所述CTAB-磷酸鹽阻燃劑的制備方法，該方法簡單易行。

本發明的目的之三是提供了所述含有CTAB-磷酸鹽阻燃劑的復合阻燃材料，該復合阻燃材料不僅高效、低毒、低煙，而且機械和力學性能良好。

本發明的目的之四是提供了所述復合阻燃材料的制備方法；該方法簡單易行。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

CTAB-磷酸鹽阻燃劑，由按物質的量配比的如下原料制得：

其中，所述CTAB-磷酸鹽阻燃劑為層狀或介孔狀，CTAB為十六烷基三甲基溴化銨。層狀或介孔狀，能很好的提高CTAB-磷酸鹽阻燃劑與聚合物之間的相容性。層狀的無機鹽經過插層處理，層間距增大，甚至呈一定程度的剝離狀態，這有助于無機骨架酸性位與高分子基體充分作用，通過催化脫水，交聯成炭，使膨脹碳層形成穩定的硅酸鹽-炭阻隔層，從而阻隔燃燒過程中質和熱的擴散，因而改善體系的耐熱氧化能力。介孔材料發展至今，大多集中在空曠骨架材料的經典(吸附、催化等)和非經典(藥物控釋、響應聚合物等功能組裝體)性能的研究，骨架中穩定性較差的介觀相(這類結構在膜板劑(完全)脫出后骨架塌陷，以無機骨架和有機膜板劑復合形式共存，且介觀有序)的應用研究有待進一步的開展，而且這類材料層狀無機骨架和有機膜板劑插層共存，無需進一步的插層改性，簡化工藝流程。

較佳地，所述無機鹽為Fe、Zn、Ti、Mn、Mo、Cu、Ni、Zr、Y、Ce、La的納米磷酸鹽。通過金屬離子的摻雜來調節磷酸鹽的表面酸性，使得CTAB-磷酸鹽阻燃劑與聚合物有較好的相容性和形成表面有合適酸性中心的有機-無機磷酸鹽介觀自組裝體系。

較佳地，所述磷酸鹽為體積百分比為80％的納米磷酸鹽。

較佳地，所述CTAB為體積百分比為25％的十六烷基三甲基溴化銨。

制備所述CTAB-磷酸鹽阻燃劑的方法，具體：

A.混合：

先將所述量的氧化鋁和磷酸加入到反應器中，攪拌0.5～1.5小時，再加十六烷基三甲基溴化銨，繼續攪拌0.5～1.5小時，接著加入鹵鹽，攪拌0.5～1.5小時，然后慢慢滴加四乙基氫氧化銨，調節pH值為7，得到混合物；

B.反應：

將步驟A中盛有所述混合物的反應器加熱升溫至50～80℃，攪拌反應20～25小時，制得反應生成物；

C.后處理：

將步驟B中所得反應生成物進行抽濾、洗滌、干燥、球磨，制得所述CTAB-磷酸鹽阻燃劑。

較佳地，所述鹵鹽為Fe、Zn、Ti、Mn、Mo、Cu、Ni、Zr、Y、Ce、La的鹽酸鹽。

一種含有CTAB-磷酸鹽阻燃劑的復合阻燃材料，由按質量份計算的如下原料制得：

其中，所阻燃劑為所述的CTAB-磷酸鹽阻燃劑。