[發明專利]硅酸鋁包覆水滑石阻燃劑

有效

• 申請號: 201810064679.9
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108047500B
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 徐建平;黃昱臻;方建波;劉春林;魏昌林
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C08K9/10
• 分類號: C08K9/10;C08K3/34;C08L27/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開硅酸鋁包覆水滑石阻燃劑，采用鋁鹽水溶液與硅酸鹽水溶液以共沉淀方式在水滑石表面形成均勻而致密的硅酸鋁包覆層，硅酸鋁占阻燃劑總重量的5％～20％。將本發明制備的硅酸鋁包覆水滑石應用于軟質PVC阻燃，其拉伸強度、斷裂伸長率、氧指數提高，煙密度等級降低，并可提高阻燃劑耐腐蝕性。

技術領域

本發明涉及硅酸鋁包覆水滑石阻燃劑。

背景技術

隨著全球安全環保意識的日益加強，人們對防火安全及制品阻燃的要求越來越高，無鹵、低煙、低毒、高效的環保型阻燃劑已成為人們追求的目標。水滑石(LDHs)作為一種近年來被廣泛應用的多功能塑料助劑，具有阻燃、抑煙、填充等功能，常用于軟質PVC的阻燃、抑煙。由于水滑石自身存在易吸水和團聚等問題，在聚合物中分散性和相容性較差，且添加量較大阻燃抑煙效果不明顯。目前一般采用硅烷偶聯劑、酸酯類偶聯劑等對其進行表面改性來提高其在聚合物中的分散性。硅酸鋁作為一種硅酸鹽，化學性質穩定，可分為無定形硅酸鋁和晶型硅酸鋁兩類。若在微米水滑石表面包覆一層惰性無定型硅酸鋁薄膜形成復合粉體，不僅可以提高水滑石的耐腐蝕性和熱穩定性，還可以產生協同阻燃及抑煙性能，此外，通過包覆處理，改變了水滑石表面粗糙度，提高了水滑石與聚合物基體的接觸面積，提高了復合材料力學性能。該阻燃劑應用于軟質PVC，可顯著提高復合材料力學性能、阻燃及抑煙性能。

發明內容

本發明采用共沉淀法制備硅酸鋁包覆水滑石復合粉體阻燃劑，其應用于聚合物阻燃時，可大大提高復合材料力學性能、阻燃及抑煙性能。

具體制備方法如下：將一定量水滑石置于四口反應瓶中，配成一定濃度的懸浮液，加熱至一定溫度，用稀酸調節其pH值，通過恒壓滴液漏斗以一定速度向四口燒瓶中同時滴加鋁鹽和硅酸鹽水溶液，繼續攪拌并恒溫反應一定時間。將反應產物抽濾，用去離子水反復洗滌三次、烘干、研磨、200目過篩。

所述水滑石懸浮液濃度范圍為60～80g/L。

所述鋁鹽為硫酸鋁或硝酸鋁或氯化鋁中的一種或幾種，其[Al³⁺]濃度范圍在0.04～1.0mol/L；所述的硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀或硅酸銣中的一種或幾種，其[SiO₃^2-]濃度范圍為0.06～1.5mol/L，滴加速度范圍為1～4ml/min。

所述稀酸為稀鹽酸或稀硫酸或稀硝酸中的一種或多種，調節pH值到4～6，所述反應溫度為60～90℃，反應時間為2～6小時。

所述硅酸鋁包覆水滑石阻燃劑中水滑石重量占比為80％～95％，硅酸鋁重量占比為5％～20％。

具體實施方式

實施例1：

本實施例包括(1)水滑石懸浮液制備：將一定量水滑石置于四口反應瓶中，加入去離子水配成60g/L的懸浮液，用稀鹽酸調節pH值到4，待用。(2)包覆液制備：稱取硅酸鈉1.95g，硫酸鋁2.30g，配置[SiO₃^2-]濃度為0.1mol/L、[Al³⁺]濃度0.067mol/L的水溶液各50mL，待用。(3)包覆處理：將上述四口燒瓶攪拌并加熱至65℃后，通過恒壓滴液漏斗分別以1ml/min的速度同時向四口燒瓶中滴加上述兩種包覆液，繼續攪拌反應2h。(4)干燥與研磨：將反應產物抽濾，用去離子水反復洗滌、烘干、研磨、200目過篩、待用。

實施例2：