有機硅無鹵環保協效阻燃劑、阻燃劑組合物及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001] 本發明設及阻燃劑及其制備技術領域，具體設及一種有機娃無面環保協效阻燃 劑、含有所述協效阻燃劑的阻燃劑組合物及其制備方法，W及上述有機娃無面環保協效阻 燃劑的應用。
【背景技術】
[0002] 無機環保阻燃劑例如氨氧化侶和氨氧化儀由于在燃燒時不產生有毒氣體，近年來 得到迅猛發展；但它們只有在高填充量下才能達到一定的阻燃效果，導致阻燃組成物的粘 度上升、成型加工性變差，被阻燃材料的耐水性、電氣及力學性能降低。將有機娃與氨氧化 侶或氨氧化儀協同使用，不僅可提高阻燃效率，而且能增加氨氧化侶或氨氧化儀在基材中 的分散性，減少阻燃劑的用量。
[0003] 由于協效阻燃原理是高溫下金屬氧化物與聚硅氧烷結合形成玻璃陶瓷化保護阻 燃層，從而取得良好協同阻燃效果，所W兩種物質結合的越緊密，協同效果越突出，最好是 通過化學反應形成共價鍵形成一體。
[0004] 在此領域中，目前市場化的產品有原GE公司（現在的邁圖公司）的SFRlOOW及 道康寧公司的4-7081等，運兩個產品本質上都是超高分子量的聚硅氧烷，SFRlOO聚合度很 高，粘度很大，使用時很不方便，4-7081的聚硅氧烷部分同樣聚合度高，粘度大。為了使用方 便，把運些大分子的聚硅氧烷分散到氣相法二氧化娃粉體上，W氣相法二氧化娃作為載體 作成粉末狀產品W方便使用。
[0005] 運類高分子量聚硅氧烷阻燃劑只是與氨氧化侶和氨氧化儀等物理混合，不發生化 學反應，所W結合并不緊密，基本上還是兩個物質，因此作為阻燃劑時彼此的協效作用并不 顯著，導致加入量需要在氨氧化侶和氨氧化儀重量比的5%甚至10%W上才會表現出顯著 協同阻燃效果，而且高加入量常常導致擠出機螺桿打滑等加工困難。
[0006] 綜上所述，市場上需要一種更高效，且使用方便的有機娃環保協效阻燃劑。
【發明內容】
[0007] 為了解決上述技術問題，本發明的目的之一在于提供一種協效阻燃效果好、粘度 低、添加使用方便的有機娃無面環保協效阻燃劑。
[0008] 為實現上述技術目的，本發明采用W下的技術方案：
[0009] 有機娃無面環保協效阻燃劑，包括枝化改性的聚硅氧烷，所述枝化改性的聚娃氧 燒上存在對Mg(OH)2或AL(OH)3表面徑基具有反應活性的反應活性基團，所述枝化改性的聚 硅氧烷中所述反應活性基團與硅氧烷單元（-O-Si(CHs)Z-)的摩爾比率為0.01% -50%，優 選5% -30%，所述枝化改性的聚硅氧烷的重均分子量為300-700000,優選500-10000;
[0010] 其中，所述反應活性基團選自乙酷氧基或烷氧基。
[0011] 所述烷氧基選自：甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、異丙氧基、下氧基等。
[0012] 作為優選，所述枝化改性的聚硅氧烷含有W下結構式：
[0013]
[0014] 上述結構式中，
[0015]R為對Mg(OH)2或AL(OH)3表面徑基具有反應活性的反應活性基團；
[001引W為接在Si上的對Mg(OH)2、AL(OH)康面徑基具有反應性的活性基團，或 [0017] 對Mg(OH)2,AL(OH)康面徑基不具有反應性的非活性基團；
[001引其中，nl、n2、n3可W相同，也可W不同，nl、n2或n3的數值范圍分別為1-300。
[0019] 其中，R具體選自：乙酷氧基、烷氧基。
[0020] 其中，W具體選自：乙締基、苯基、C1-C20的烷基、環氧丙氧丙基、環氧環己烷基乙 基、甲基丙締酷氧基丙基、氨。
[0021] 作為進一步優選，所述W為乙締基，R為甲氧基。該枝化改性的聚硅氧烷可將八甲 基環四硅氧烷加硫酸開環與乙締基=甲氧基硅烷平衡聚合獲得。
[0022] 所述八甲基環四硅氧烷的結構為：
[0023]
[0024] 或者，所述W為苯基，R為烷氧基或乙酷氧基，所述烷氧基選自：甲氧基、乙氧基、甲 氧基乙氧基、異丙氧基、下氧基等。該枝化改性的聚硅氧烷可將八甲基環四硅氧烷加硫酸開 環后與相應硅烷平衡聚合獲得。如將八甲基環四硅氧烷加硫酸開環并分別與苯基=甲氧基 硅烷、苯基=乙氧基硅烷、苯基=甲氧基乙氧基硅烷平衡聚合，分別獲得W為苯基，R分別為 甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基的枝化改性的聚硅氧烷。
[0025] 或者，所述W為烷基，所述烷基選自甲基、乙基、丙基、下基、戊基、己基、庚基、辛 基、壬基、癸基、11碳烷基、12碳烷基、13碳烷基、14碳烷基、15碳烷基、16碳烷基、17碳燒 基、18碳烷基、19碳烷基、20碳烷基，R為烷氧基，選自甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、異丙 氧基、下氧基等。該枝化改性的聚硅氧烷可將八甲基環四硅氧烷加硫酸開環后與相應硅烷 平衡聚合獲得。如將八甲基環四硅氧烷加硫酸開環并分別與甲基=甲氧基硅烷、乙基=甲 氧基硅烷、丙基=甲氧基硅烷、下基=甲氧基硅烷、戊基=甲氧基硅烷、正己基=甲氧基娃 燒平衡聚合獲得W分別為甲基、乙基、丙基、下基、戊基、己基，R為甲氧基的枝化改性的聚娃 氧燒。
[0026] 或者，所述W為環氧丙氧丙基，R為烷氧基，所述烷氧基選自：甲氧基、乙氧基、甲氧 基乙氧基、異丙氧基、下氧基等。該枝化改性的聚硅氧烷可將八甲基環四硅氧烷加硫酸開環 后與相應硅烷平衡聚合獲得。如將八甲基環四硅氧烷加硫酸開環并分別與環氧丙氧丙基= 甲氧基硅烷、環氧丙氧丙基=乙氧基硅烷平衡聚合，分別獲得W為環氧丙氧丙基，R分別為 甲氧基、乙氧基的枝化改性的聚硅氧烷。
[0027] 或者，所述W為環氧環己烷基乙基，R為烷氧基，所述烷氧基選自：甲氧基、乙氧基、 甲氧基乙氧基、異丙氧基、下氧基等。該枝化改性的聚硅氧烷可將八甲基環四硅氧烷加硫酸 開環后與相應硅烷平衡聚合獲得。如將八甲基環四硅氧烷加硫酸開環并分別與環氧環己燒 基乙基=甲氧基硅烷、環氧環己烷基乙基=乙氧基硅烷平衡聚合，分別獲得W為環氧環己 烷基乙基，R分別為甲氧基、乙氧基的枝化改性的聚硅氧烷。
[0028] 或者，所述W為甲基丙締酷氧基丙基，R為烷氧基，所述烷氧基選自：甲氧基、乙氧 基、甲氧基乙氧基、異丙氧基、下氧基等。該枝化改性的聚硅氧烷可將八甲基環四硅氧烷加 硫酸開環后與相應硅烷平衡聚合獲得。如將八甲基環四硅氧烷加硫酸開環并分別與甲基丙 締酷氧基丙基=甲氧基硅烷、甲基丙締酷氧基丙基=乙氧基硅烷平衡聚合，分別獲得W為 甲基丙締酷氧基丙基，R分別為甲氧基、乙氧基的枝化改性的聚硅氧烷。
[0029] 或者，所述W為氨基，R為烷氧基，所述烷氧基選自：甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧 基、異丙氧基、下氧基等。該枝化改性的聚硅氧烷可將八甲基環四硅氧烷加硫酸開環與相應 硅烷平衡聚合獲得。如將八甲基環四硅氧烷加硫酸開環與氨基=甲氧基硅烷平衡聚合，分 別獲得R分別為甲氧基、乙氧基，W為氨基的枝化改性的聚硅氧烷。
[0030] 所述枝化改性的聚硅氧烷常溫下為無色至淺黃色透明粘稠狀液體，25°C下密度為 0. 9-1. 5g/ml;25°C下粘度為5-5000cst。儲存方式為：鐵桶密封儲存。
[0031] 所述有機娃無面環保協效阻燃劑可僅含前述枝化改性的聚硅氧烷，當然也可W加 入協效阻燃劑常用的輔料。
[0032] 進一步的，所述有機娃無面環保協效阻燃劑為無機阻燃劑的協效阻燃劑。
[0033] 所述無機阻燃劑包括但不限于：表面具有徑基（-0H)的無機阻燃劑，如氨氧化侶、 氨氧化儀；棚系阻燃劑，如偏棚酸錠、五棚酸錠、偏棚酸鋼、氣棚酸錠、偏棚酸領、棚酸鋒等； 錬系阻燃劑，如=氧化二錬等。
[0034] 使用本發明的協效阻燃劑時，只需加入氨氧化侶和氨氧化儀總重量的0. 2%即可 產生協效阻燃作用，當加入量增加達到0. 5%時，可產生優異的協效阻燃作用。
[0035] 本發明的協效阻燃劑可用作無機阻燃劑的協效阻燃劑，或作為協效阻燃成分用于 制備無面阻燃材料或阻燃劑組合物。
[0036] 所述無面阻燃材料包括但不限于：無面阻燃電纜料、建筑用阻燃塑料板材或其它 工業用無面阻燃材料。
[0037] 進一步的，在用于制備無面阻燃材料時，所述枝化改性的聚硅氧烷的加入量為阻 燃劑總重量的0. 2-1. 5%，優選為0. 5-1. 0%。優選的，所述阻燃劑為氨氧化侶和/或氨氧 化儀。
[0038] 在用于制備無面阻燃電纜料時，可將阻燃劑、所述枝化改性的聚硅氧烷與聚乙締， EVA或熱塑性彈性體等高分子材料一起混配生產無面阻燃電纜料。
[0039] 在用于制備建筑用阻燃塑料板材時，可將阻燃劑、所述枝化改性的聚硅氧烷與聚 乙締、聚丙締等高分子材料一起混配生產無面阻燃塑料建材。
[0040] 在用于制備其它工業用無面阻燃材料時，可將阻燃劑、所述枝化改性的聚硅氧烷 與其它塑料、橡膠等高分子材料一起混配生產無面阻燃材料。
[0041] 本發明的另一目的在于提供一種阻燃劑組合物，所述阻燃劑組合物包括無機阻燃 劑及作為協效阻燃劑的上述枝化改性的聚硅氧烷。
[0042] 進一步的，所述阻燃劑組合物包括下列重量份的組分：
[0043] 無機阻燃劑 100份；
[0044] 枝化改性的聚硅氧烷 0. 2-1. 0份；
[0045] 優選的，所述枝化改性的聚硅氧烷為0. 5-1. 0份。
[0046] 所述無機阻燃劑選自表面具有徑基（-0H)的無機阻燃劑，如氨氧化侶、氨氧化儀； 棚系阻燃劑，如有偏棚酸錠、五棚酸錠