[發明專利]一種氫氧化物改性的可膨脹石墨阻燃劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201610583436.7
• 申請日: 2016-07-22
• 公開（公告）號: CN107641221B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 黃健;陳跳;馬保國;朱楊;熊旭峰;房猛;張守迪
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C08K9/12
• 分類號: C08K9/12;C08K9/06;C08K9/02;C08K3/22;C08K3/04;C08L25/06;C08L75/04;C09C1/46;C09C3/06;C09C3/12
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;張秋燕

本發明公開了一種氫氧化物改性的可膨脹石墨阻燃劑，其原料主要包括無機氫氧化物、可膨脹石墨、硅烷偶聯劑和反應溶劑。本發明采用硅烷偶聯劑將顆粒較小的氫氧化物分散并橋接于顆粒較大的可膨脹石墨表面，無機氫氧化物以可膨脹石墨為載體，可避免氫氧化物顆粒的團聚，并提高阻燃劑在基體中的分散效果，使得阻燃劑與基體共混能顯著改善基體的強度，同時可膨脹石墨對于氫氧化物的增容作用，能改善基體中的氫氧化物含量，從而增大阻燃效果，使基體保持較好的阻燃效果的同時基體強度反而大大提高。

技術領域

本發明涉及一種氫氧化物改性的可膨脹石墨阻燃劑及其制備方法，屬于阻燃劑領域。

背景技術

隨著合成材料工業的發展和應用領域的不斷拓展，阻燃劑在化學建材、電子電器、交通運輸、航天航空、日用家具、室內裝飾、衣食住行等各個領域中具有廣闊的市場前景。此外，煤田、油田、森林滅火等領域也促進了阻燃、滅火劑生產較快的發展。阻燃劑中最常用的鹵系阻燃劑雖然具有其他阻燃劑系列無可比擬的高效性，但是它對環境和人的危害是不可忽視的。環保問題是助劑開發和應用商關注的焦點，所以國內外一直在調整阻燃劑的產品結構，加大高效環保型阻燃劑的開發。

由于鹵素阻燃劑在燃燒時釋放出大量的煙和有毒氣體，發達國家對其使用已經做出了嚴格的規定。隨著社會的發展，人們對安全以及環保的要求也相應地提高。為了減少阻燃劑的有害副作用，各國都在集中力量研制高性能無機阻燃劑。在今后一定時期，以高效阻燃、抑煙、添加量少、對材料使用性能影響小、安全、對環境友好為目的，以納米級微細化、表面改性、微膠囊化以及復合增效等多技術合成的無機氫氧化物阻燃劑將得到快速發展和廣泛使用。

氫氧化鋁和氫氧化鎂等無機氫氧化物組分在燃燒過程中可釋放結晶水并帶走熱量，起到稀釋有機物表面附近的氧氣和降溫作用，結晶水的氣化過程也可促進阻燃碳層形成膨脹結構，提高阻燃碳層的隔熱性能，阻止熱量向可燃物基體內部傳遞。然而傳統的無機氫氧化物要達到一定的阻燃效果，在基體中含量要達到50％，大大降低了基體材料的強度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術存在的不足而提供一種氫氧化物改性的可膨脹石墨阻燃劑及其制備方法，可膨脹石墨對于氫氧化物具有增容作用，能改善基體中的氫氧化物含量果，使基體保持較好的阻燃效果，同時大大提高基體的強度。

本發明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為：

一種可膨脹石墨阻燃劑，其采用無機氫氧化物作為改性劑。

一種氫氧化物改性的可膨脹石墨阻燃劑，其原料主要包括無機氫氧化物、可膨脹石墨、硅烷偶聯劑和反應溶劑；其中，固體原料配比以可膨脹石墨重量份為基準計為：可膨脹石墨100份，無機氫氧化物100-1000份，硅烷偶聯劑0.1-10份。

按上述方案，所述的硅烷偶聯劑型號為KH550，KH560，KH570等中的一種或幾種的混合。

按上述方案，所述的可膨脹石墨的粒度為10-200μm。

按上述方案，所述的氫氧化物主要為氫氧化鋁、氫氧化鎂等無機氫氧化物中的一種或幾種按任意比例的混合物。

按上述方案，所述的氫氧化物的粒度為10nm-10μm。

按上述方案，所述的反應溶劑為水、乙醇、乙酸乙酯、四氫呋喃、甲苯、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺等中的一種或幾種按任意比例的混合物。

上述氫氧化物改性的可膨脹石墨阻燃劑的制備方法是：按配比，將原料無機氫氧化物、可膨脹石墨、硅烷偶聯劑和反應溶劑混合均勻后，攪拌反應，所得固體產物即為氫氧化物改性的可膨脹石墨阻燃劑。

上述氫氧化物改性的可膨脹石墨阻燃劑的制備方法，主要步驟如下：