一種阻燃抑煙用有機改性水滑石及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種阻燃抑煙用水滑石的有機改性及制備方法，屬于阻燃劑技術領 域。
【背景技術】
[0002] 水滑石由于其本身所具備的特殊結構，常被用作阻燃抑煙劑使用，其分子結構中 的氨氧化物層中存在著一些水分子，運些水分子可在不破壞層狀結構的條件下除去，層間 受熱脫出的水及徑基分解產生的水均能稀釋空氣中的氧氣和聚合物分解生成的可燃性氣 態產物，水滑石結構中的C032受熱分解放出的二氧化碳同時利于阻隔氧氣而起到阻燃效 果。此外，水滑石層板上含有堿性位，對酸性氣體有吸附作用，可W有效地吸收產生的酸霧， 而且水滑石在高溫熱分解所產生的儀侶復合金屬氧化物具有較大的比表面積和表面吸附 性，對燃燒時產生的煙霧具有較好的吸附性。因此水滑石的特殊結構能夠在材料燃燒時表 現出優異的阻燃抑煙性能。但是由于其屬于無機材料，在使用加工中存在與高分子材料相 容性較差、影響材料力學性能等缺陷，限制了其應用。
[0003] 改性水滑石因其與高分子材料具有較好的相容性，可W最大程度的改善基體材料 的阻燃抑煙效果，因此水滑石的改性對于材料的實際應用具有更大的實際意義。
[0004] 另外，在實際應用中單一的水滑石雖然具有較好的阻燃抑煙效果，但是還不能完 全達到理想的效果，且存在相容性差影響力學性能等情況，因此水滑石的阻燃改性也成為 提升水滑石效果的重要途徑之一。
【發明內容】
[0005] 為了克服現有技術存在的不足，本發明提供了一種阻燃抑煙用有機改性水滑石及 其制備方法。該方法主要的原理是水滑石的氨氧化物層板間存在大量的類似C032、N03樣 的陰離子物質，層板間陰離子主要靠氨鍵、靜電力、范德華力與水滑石層板進行相互作用， 因此陰離子物質可W按一定的規律相互替換。本發明用具有阻燃性能的雙螺環憐系化合物 對儀侶基水滑石進行改性，通過雙螺環憐系有機陰離子與儀侶基水滑石層間陰離子發生離 子交換，制備獲得所需的改性水滑石。制備出的水滑石在提高了其自身阻燃性的同時，也改 善了水滑石與基體材料的相容性，使其更加均勻的分散到其基體中，從而發揮出最理想的 阻燃效果。
[0006] 本發明的一個目的是提供一種阻燃抑煙用有機改性水滑石，所述水滑石是在儀侶 基水滑石膠體中加入有機改性劑，經攬拌、超聲、攬拌條件下升溫并進行反應、室溫冷卻后 再過濾、洗涂、烘干制成。
[0007] 所述的儀侶基水滑石為儀侶基碳酸根水滑石或儀侶基硝酸根水滑石。
[0008] 所述的有機改性劑為具有阻燃性能的憐系有機化合物，優選雙螺環憐系化合物。
[0009] 所述的儀侶基水滑石與有機改性劑的摩爾比為1. 5:3~2. 5:3。
[0010] 本發明的另一個目的是提供一種阻燃抑煙用有機改性水滑石的制備方法，包括W 下步驟： 1] 1)在儀侶基水滑石膠體中加入有機改性劑，室溫下磁力攬拌，然后超聲，得到混合 漿體；
[0012] 2)將上述混合漿體在不斷攬拌條件下升溫至一定溫度，并保持反應，使有機改性 劑分子充分進入儀侶基水滑石的層間結構與之反應；
[0013] 3)上述反應物在室溫冷卻放置后經過濾、洗涂、烘干，制成阻燃抑煙用有機改性水 滑石。
[0014] 步驟1)所述的磁力攬拌時間為10-20min，超聲1-化；
[0015] 步驟2)所述的升溫參數為溫度升至70-90°C，反應時間為9. 5-10. 5h;
[0016] 步驟3)所述的室溫冷卻放置的時間為8-16h。
[0017] 本發明的有益效果：本發明采用的雙螺環憐系化合物為有機改性劑，對水滑石進 行改性后，不僅提高了水滑石自身的阻燃抑煙效果，同時置換進入的雙螺環憐系有機陰離 子，可W改變水滑石層板間的極性，有效地改善了水滑石和高分子材料的相容性。
【具體實施方式】
[0018] 為了更好地理解本發明，下面結合實施例進一步闡明本發明的內容，但本發明的 內容不僅僅局限于下面的實施例，實施例不應視作對本發明保護范圍的限定。
[0019] 實施例1
[0020] 將儀侶基硝酸根水滑石膠體與氯化螺環憐酸醋按摩爾比2 :3混合，室溫磁力攬拌 20min，然后超聲比，得到混合漿體。混合漿體在80°C下攬拌反應1化時間，在室溫下放置 12h，過濾、水洗后烘干得到產品。產品用于塑料中進行煙密度、阻燃測試，其結果如下表：
[0021] 陽0巧實施例2
[0023] 將儀侶基硝酸根水滑石膠體與3, 9-二徑基-2, 4, 8, 10-四氧雜-3, 9-二憐雜螺環
[5,引3, 9-二氧^ 燒按摩爾比2. 5 :3混合，室溫磁力攬拌20min，然后超聲比，得到混合 漿體。混合漿體在85°C下攬拌反應1化時間，在室溫下放置化，過濾、水洗后烘干得到產品。 產品用于塑料中進行煙密度、阻燃測試，其結果如下表：
[0024] 陽0巧]實施例3
[00%] 將儀侶基碳酸根水滑石膠體與3, 9-二甲氧基-2, 4, 8, 10-四氧雜-3, 9-二憐雜螺 環[5, 5] 3, 9-二氧十一燒按摩爾比1. 5:3混合，室溫磁力攬拌lOmin，然后超聲化，得到混 合漿體。混合漿體在90°C下攬拌反應1化時間，在室溫下放置lOh，過濾、水洗后烘干得到 產品。產品用于塑料中進行煙密度、阻燃測試，其結果如下表：
[0027] 陽02引實施例4 W29] 將儀侶基碳酸根水滑石膠體與3,9-雙（2-徑基乙氧基）-2, 4, 8, 10-四氧 雜-3, 9-二憐雜螺環[5, 5] 3, 9-二氧十一燒按摩爾比2:3混合，室溫磁力攬拌lOmin，然后 超聲化，得到混合漿體。混合漿體在70°C下攬拌反應10.化時間，在室溫下放置16h，過濾、 水洗后烘干得到產品。產品用于塑料中進行煙密度、阻燃測試，其結果如下表：
[0030]
陽031] 由W上四個實施例可W看出，改性后的水滑石與未改性的相比，阻燃抑煙性能均 有所提高，具有更好的應用效果。
【主權項】
1. 一種阻燃抑煙用有機改性水滑石，其特征在于，在鎂鋁基水滑石膠體中加入有機改 性劑，經攪拌、超聲、攪拌條件下升溫并進行反應、室溫冷卻后再過濾、洗滌、烘干制成。2. 根據權利要求1所述的阻燃抑煙用有機改性水滑石，其特征在于，所述的鎂鋁基水 滑石為鎂鋁基碳酸根水滑石或鎂鋁基硝酸根水滑石。3. 根據權利要求1所述的阻燃抑煙用有機改性水滑石，其特征在于，所述的有機改性 劑為具有阻燃性能的磷系有機化合物。4. 根據權利要求3所述的阻燃抑煙用有機改性水滑石，其特征在于，所述的磷系有機 化合物為雙螺環磷系化合物。5. 根據權利要求1所述的阻燃抑煙用有機改性水滑石，其特征在于，所述的鎂鋁基水 滑石與有機改性劑的摩爾比為1. 5:3~2. 5:3。6. -種阻燃抑煙用有機改性水滑石的制備方法，其特征在于，制備步驟如下： 1) 在鎂鋁基水滑石膠體中加入有機改性劑，室溫下磁力攪拌，然后超聲，得到混合漿 體； 2) 將上述混合漿體在不斷攪拌條件下升溫，并進行反應，使有機改性劑分子充分進入 鎂鋁基水滑石的層間結構與之反應； 3) 上述反應物在室溫冷卻放置后經過濾、洗滌、烘干，制成阻燃抑煙 用有機改性水滑石。7. 根據權利要求6所述的阻燃抑煙用有機改性水滑石的制備方法，其特征在于，步驟 1) 所述的磁力攪拌時間為10_20min，超聲l-2h。8. 根據權利要求6所述的阻燃抑煙用有機改性水滑石的制備方法，其特征在于，步驟 2) 所述的升溫參數為溫度升至70-90°C，反應時間為9. 5-10. 5h。9. 根據權利要求6-8任一項所述的阻燃抑煙用有機改性水滑石的制備方法，其特征在 于，步驟3)所述的室溫冷卻放置的時間為8-16h。
【專利摘要】本發明公開了一種阻燃抑煙用有機改性水滑石及其制備方法，所述的有機改性水滑石是在鎂鋁基的水滑石膠體中加入有機改性劑，室溫磁力攪拌10-20min，然后超聲1-2h，得到混合漿體，然后將該混合漿體在不斷攪拌的條件下升溫至一定溫度并進行反應，讓有機改性劑分子能夠充分進入鎂鋁基水滑石的層間結構與之反應，最后室溫冷卻放置后進行過濾、洗滌、烘干得到產品。本發明所制備的有機改性水滑石，不僅提高了水滑石自身的阻燃抑煙效果，同時置換進入的雙螺環磷系有機陰離子，可以改變水滑石層板間的極性，有效地改善了水滑石和高分子材料的相容性。
【IPC分類】C08K9/04, C08K3/26, C09C1/40, C09C3/08, C08K3/28
【公開號】CN105218861
【申請號】CN201510788604
【發明人】段金鳳, 畢燕, 張征標, 陳家松, 張雅民
【申請人】濟南泰星精細化工有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年11月16日