[發明專利]一種包覆型阻燃劑及其制備方法與應用和由其組成的高聚物組合物

有效

• 申請號: 201510340254.2
• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN104861205B
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 盧昌利;柴生勇;李積德;陳林;孔蕾;李巖
• 申請（專利權）人: 廣州金凱新材料有限公司
• 主分類號: C08K9/10
• 分類號: C08K9/10;C08K3/22;C08K5/5313;C08L67/02;C08L77/02;C08L77/06;C08L71/12
• 代理公司: 廣州致信偉盛知識產權代理有限公司44253
• 代理人: 伍嘉陵

技術領域

本發明屬于高分子助劑領域，涉及一種包覆型阻燃劑，具體涉及二烷基次膦酸鹽阻燃劑包覆在鋁、鎂助劑的表面形成的包覆型阻燃劑，以及該包覆型阻燃劑的制備方法與應用和由其組成的高聚物組合物。

背景技術

二烷基次膦酸鹽作為一種高效的無鹵阻燃劑，具有阻燃劑用量小，模塑組合物機械性能好，色澤佳，煙密度低，CTI值高的特點。早在20世紀70年代末80年代初，美國Pennwalt公司就已對各種二烷基次膦酸鹽的性質進行測試。令人遺憾的是，當二烷基次膦酸鹽應用于高溫尼龍或聚酯時，添加有二烷基次膦酸鹽的模塑組合物在加工過程中會對加工裝置的金屬部件產生嚴重腐蝕。同時，相對于非阻燃的尼龍，添加有二烷基次膦酸鹽的尼龍流動性顯著下降，大大限制了其在薄壁電子元器件領域的應用（US 20110021676A1）。

為了解決上述問題，專利US 20110021676A1將二烷基次膦酸鹽和有機酸或無機酸的金屬鹽復配在一起，應用于尼龍或聚酯中，相對于單獨使用二烷基次膦酸鹽的尼龍或聚酯，大大提高了其流動性，且在一定程度上減輕了模塑組合物對加工裝置金屬部件的腐蝕。但上述專利（US 20110021676A1）中的復配型阻燃劑只是在使用時或使用前將各種阻燃劑進行機械物理混合，存在分散不均勻的問題，且由于有機酸或無機酸的金屬鹽添加量大，與材料相容性差，會嚴重損害模塑組合物機械性能。

專利CN 103937027A通過將二乙基次膦酸鋁中的同系物控制在特定的含量范圍，大大減輕了添加有二乙基次膦酸鋁的模塑組合物對配混組合裝置螺桿的腐蝕和對周圍聚合物的損害。但該方法無法避免二乙基次膦酸鋁對模塑組合物流動性的降低。

專利CN 103756011A將聚合物組合物中二烷基次膦酸鹽的添加量控制在1wt%~40wt%，能夠提高聚合物組合物的流動性。但該方法無法避免添加有二烷基次膦酸鹽的高聚合物組合物對加工裝置金屬部件的腐蝕。

以上的現有技術均或者只能解決某一方面的問題，或者會對高聚合物組合物其它方面的性能造成影響。

發明內容

本發明的首要目的在于提供一種以鋁、鎂助劑為芯材，二烷基次膦酸鹽阻燃劑為包覆層的包覆型阻燃劑，該包覆型阻燃劑應用于高聚物組合物時，既能保證高聚物組合物的流動性，又能夠在很大程度上減輕阻燃高聚物組合物加工過程中對加工裝置螺桿的腐蝕。同時，該包覆型阻燃劑實現了二烷基次膦酸鹽與鋁、鎂助劑的高效復合，能有效地解決復配型阻燃劑分散不均的問題，提高阻燃高聚物組合物性能的均一性，降低對高聚物組合物機械性能的損害。

本發明的另一目的是提供上述包覆型阻燃劑的制備方法。

本發明的再一目的是提供上述包覆型阻燃劑的用途。

本發明的再一目的是提供包含上述包覆型阻燃劑的高聚物組合物。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種包覆型阻燃劑，含有粒徑為1μm~90μm的鋁、鎂助劑的芯材，在芯材的外表面包覆有二烷基次膦酸鹽阻燃劑的包覆層；所述鋁、鎂助劑的芯材粒徑優選為10μm ~65μm。

其中，所述芯材與包覆層的質量比為1：100~60：100。優選地，所述芯材與包覆層的質量比為5：100~40：100。非本發明所述的芯材與包覆層質量比的包覆型阻燃劑，應用于高聚物組合物時，高聚物組合物流動性差，加工過程中對加工裝置螺桿腐蝕嚴重。

其中，所述包覆型阻燃劑的粒徑為5μm~150μm；優選為15μm~90μm；更優選為25μm~70μm。

其中，所述包覆型阻燃劑的含水率為0.01 wt%~10wt%，優選為0.1 wt%~1wt%。

其中，所述包覆型阻燃劑的堆積密度為50 g/L ~850g/L，優選為200 g/L ~650g/L。

其中，所述包覆型阻燃劑在水、有機溶劑或水和有機溶劑混合物中的溶解度為0.005wt%~9.99wt%。

其中，所述有機溶劑為醇、醚、酮、羧酸、酯、脂肪族碳氫化合物、脂環族碳氫化合物、芳香族碳氫化合物、鹵代烴中的一種或多種的混合物。優選為甲醇、乙醇、乙二醇、乙醚、乙二醇醚、丙酮、乙酸、乙酸乙酯、正己烷、苯、甲苯、環己烷、氯仿、四氯化碳中的一種或多種混合物。

其中，所述鋁、鎂助劑選自鋁、鎂的氧化物及氫氧化物一種或多種混合物；優選為氫氧化鋁、氫氧化鎂、氧化鋁、氧化鎂中的一種或多種混合物。

其中，所述二烷基次膦酸鹽具有如式I所示的分子結構：