摻雜云母粉的二乙基次膦酸鋁阻燃劑合成方法與流程

本發明涉及阻燃改性，具體的，是一種摻雜云母粉的二乙基次膦酸鋁阻燃劑合成方法。

背景技術：

1、二乙基次膦酸鋁被用作工程塑料的無鹵阻燃劑，如聚酰胺、聚酯、熱固性塑料和彈性體；二乙基次膦酸鋁既能在凝聚相中發揮作用，促進聚合物成碳，同時也能除去燃燒區高能量的自由基；二乙基次膦酸鋁兼具環境和健康友好的特性，已成為目前國內外最受歡迎的無鹵阻燃劑之一。

2、目前應用得最多的是基于二乙基次膦酸鋁的磷氮復配體系:

3、例如，二乙基次膦酸鋁復配三聚氰氨聚磷酸鹽(mpp)體系，由于具有較高的磷含量，以及磷氮的協同作用，可以實現對玻纖增強工程塑料的高效阻燃，也不存在制品顏色問題，同時具有很高分解溫度，在玻纖增強工程塑料的高溫加工過程中，不會產生磷化氫等劇毒氣體但對于基于二乙基次膦酸鋁的磷氮復配體系。

4、但，仍然存在一些缺點，主要表現在：

5、一是兩種組分在高溫時會有一定的反應分解，產生少量的酸性氣體，這些酸性氣體會對加工設備的金屬部件產生腐蝕，在一定時間后需要更換部件，帶來成本的增加和降低生產效率的問題；

6、二是含氮化合物mpp存在一定的析出，材料在注塑成型過程中，注塑一定模數的制品后，在模具上會存在沉積物，這些沉積物的存在會影響制品的外觀，這是需要停工清理模具，也會降低生產效率，同時這種析出還會引起阻燃劑向制品表面遷移，導致阻燃劑分布不均及流失，最終使得材料的阻燃失效，存在安全隱患。

7、基于磷氮體系面臨應用問題，市場上又開發了不含氮的二乙基次膦酸鋁與亞磷酸鋁的復配體系，具有高阻燃性、耐高溫以及自身白色無顏色困擾等問題，目前也得到了應用。

8、但，仍然存在幾個問題：

9、一是耐剪切能力弱，在高玻纖含量下，由于剪切力增強，體系容易變色，這將限制阻燃劑的應用范圍；

10、二是亞磷酸鋁有一定溶解度，因此阻燃劑容易吸潮，應用于聚合物中制品也有吸潮的風險，影響電氣絕緣性能；

11、三是亞磷酸鋁的酸性較強，ph小于4，對聚合物和加工設備仍有一定的負面影響；

12、四是亞磷酸鋁的磷含量仍顯略低，對一些薄制品在阻燃上表現不穩定，越薄的制品越難阻燃，需要阻燃劑有更高的阻燃性。

13、雖然基于二乙基次膦酸鋁的磷氮復配體系、不含氮的二乙基次膦酸鋁與亞磷酸鋁的復配體系部分解決了耐溫問題，但沒有解決二乙基次膦酸鋁酸性偏低問題如ph值為4.3；偏酸性的二乙基次膦酸鋁在高溫加工時會造成尼龍或者聚酯等縮聚聚合物的降解，在加工過程中往往會形成斷條、發泡和變色等質量問題。

14、因此，需要提供一種摻雜云母粉的二乙基次膦酸鋁阻燃劑合成方法來解決上述問題。

技術實現思路

1、本發明的目的是提供一種摻雜云母粉的二乙基次膦酸鋁阻燃劑合成方法。

2、本發明通過如下技術方案實現上述目的：

3、一種摻雜云母粉的二乙基次膦酸鋁阻燃劑合成方法，步驟包括：

4、1)云母粉的超細化

5、1-1)水力剝片：將高壓水流與云母粉混合，然后壓濾脫水后，得餅料；

6、1-2)濕法研磨：將餅料投入輪碾機，并加水至固含量為35-40％，然后進行濕法碾磨超細，然后過濾，分級，得400-2500目的超細化云母粉；

7、1-3)表面改性：將細化云母粉加入反應設備中，并加入0.5倍質量的水，攪拌20-40min，然后繼續在攪拌狀態下霧化噴淋表面處理劑，并調節溶液ph值至9-10，并在40-90℃下攪拌3-5h，得云母粉膏狀物料，待用；

8、2)摻雜二乙基次膦酸鋁的合成

9、2-1)將150kg的次磷酸鈉和750kg去離子水的混合物裝入5000l帶夾套的壓力反應器中，按固含量占比1-20％加入超細化后的云母粉膏狀物，先通氮氣1分鐘，關閉氮氣閥，開始加熱攪拌均勻形成懸浮液；

10、2-2)稱取4公斤過硫酸鈉，用50公斤去離子水溶解后待用；反應器溫度升至100℃，通入乙烯至反應器內壓力為6bar；用恒流泵將已配好的過硫酸鈉溶液加入反應器內，控制泵加速度，7小時內均勻加完，加完后繼續反應1小時；關閉乙烯氣閥門，放氣減壓，冷卻，即可得到云母粉摻雜的二乙基次膦酸鈉溶液；隨后離心，用水洗滌四次，得到含水20％水分的白色固體，然后在120℃下真空干燥，得到白色固體產品，即為云母粉摻雜的二乙基次膦酸鋁。

11、進一步的，步驟2-2)中，反應器溫度降到75℃，調整ph值在2-3之間，在2小時內，加入290kg50％濃度的al2(so4)3水溶液。

12、進一步的，步驟1-1)中水流的壓強>10mpa。

13、進一步的，步驟1-1)中水流和云母粉的質量比100:25-35。

14、進一步的，步驟1-2)中細化云母粉的粒徑為10-45μm。

15、進一步的，步驟1-3)中細化云母粉、表面處理劑的質量比為100:1-3。

16、進一步的，步驟1-3)中攪拌速度為10-50r/min。

17、與現有技術相比，本發明的摻雜云母粉的二乙基次膦酸鋁的合成方法，將片狀的超細云母粉引入二乙基次膦酸鋁阻燃劑中，提高了二乙基次膦酸鋁阻燃劑的耐熱性和成碳性；在二乙基次膦酸鋁阻燃劑中最高可以摻雜30％云母粉，不降低阻燃性，大大降低了二乙基次膦酸鋁阻燃劑的成本；片狀云母粉的引入，提高了二乙基次膦酸鋁阻燃體系的析出性。

技術特征：

1.一種摻雜云母粉的二乙基次膦酸鋁阻燃劑合成方法，其特征在于：步驟包括：

2.根據權利要求1所述的一種摻雜云母粉的二乙基次膦酸鋁阻燃劑合成方法，其特征在于：步驟2-2)中，反應器溫度降到75℃，調整ph值在2-3之間，在2小時內，加入290kg50％濃度的al2(so4)3水溶液。

3.根據權利要求2所述的一種摻雜云母粉的二乙基次膦酸鋁阻燃劑合成方法，其特征在于：步驟1-1)中水流的壓強>10mpa。

4.根據權利要求3所述的一種摻雜云母粉的二乙基次膦酸鋁阻燃劑合成方法，其特征在于：步驟1-1)中水流和云母粉的質量比100:25-35。

5.根據權利要求4所述的一種摻雜云母粉的二乙基次膦酸鋁阻燃劑合成方法，其特征在于：步驟1-2)中細化云母粉的粒徑為10-45μm。

6.根據權利要求5所述的一種摻雜云母粉的二乙基次膦酸鋁阻燃劑合成方法，其特征在于：步驟1-3)中細化云母粉、表面處理劑的質量比為100:1-3。

7.根據權利要求6所述的一種摻雜云母粉的二乙基次膦酸鋁阻燃劑合成方法，其特征在于：步驟1-3)中攪拌速度為10-50r/min。。

技術總結
本發明摻雜云母粉的二乙基次膦酸鋁阻燃劑合成方法，步驟：云母粉的超細化；水力剝片；濕法研磨：得400?2500目的超細化云母粉；表面改性：將細化云母粉加入反應設備中，并加入水，攪拌，然后繼續在攪拌狀態下霧化噴淋表面處理劑，并調節溶液pH值，攪拌，得云母粉膏狀物料；摻雜二乙基次膦酸鋁的合成：次磷酸鈉和去離子水的混合物裝入壓力反應器中，加入云母粉膏狀物，加熱攪拌均勻形成懸浮液；取過硫酸鈉，用去離子水溶解，反應器溫度升至100℃壓力為6bar；過硫酸鈉溶液加入反應器，得到云母粉摻雜的二乙基次膦酸鈉溶液；隨后離心，用水洗滌四次，得到含水20％水分的白色固體，然后在120℃下真空干燥，得到白色固體產品，即為云母粉摻雜的二乙基次膦酸鋁。

技術研發人員：劉學習,鄭文,郭惠君
受保護的技術使用者：浙江諾駟新材料科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2024/10/21