CN109897357B

CN109897357B - 一种塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂及其制备方法

Info

Publication number: CN109897357B
Application number: CN201910186849.5A
Authority: CN
Inventors: 刘兆弟
Original assignee: Dongguan Hoolion New Material Technology Co ltd
Current assignee: Dongguan Hoolion New Material Technology Co ltd
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2019-03-13
Publication date: 2021-10-15
Anticipated expiration: 2039-03-13
Also published as: CN109897357A

Abstract

本发明涉及一种塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂及其制备方法，所述的阻燃剂由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：改性聚有机硅氧烷45‑80份、气相白炭黑20‑32份、改性硅藻土8‑15份、表面处理剂2‑5份以及聚乙烯蜡1‑2份。与现有技术相比，本发明阻燃剂阻燃和抑烟效果良好，安全可靠，原料来源广，成本低，不含有毒添加剂，能够改善基材的机械加工和阻燃耐热性能，具有良好的增塑性，可有效降低发烟量和抑制二氧化碳产生，完全符合新型阻燃剂无卤无磷的环保要求。

Description

一种塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂及其制备方法

技术领域

本发明属于阻燃技术领域，涉及一种塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂及其制备方法。

背景技术

众所众知，塑料作为合成的高分子材料，由于具有良好的成型性、成膜性、绝缘性和耐酸碱性及低透气性、透水性以及易着色等特点，现已广泛应用于人们生活的各个方面。然而，塑料与大多数高分子材料均属于易燃材料，燃烧时会产生大量烟雾、有毒气体，不仅污染环境，还会严重危害人们的身体健康，甚至使人中毒而死亡，这已成为人们日益关注的社会问题。为了尽最大努力来降低塑料的火灾隐患，因此如何提高塑料材料的阻燃性，现已成为当前塑料材料研究的一个急需解决的问题。

阻燃剂作为最重要的化工添加剂之一，广泛的应用于通用塑料、工程塑料及塑料合金、聚氨酯等当中。含卤阻燃剂具有阻燃效率高、添加量少等优点，目前仍然被广泛应用，但是由于含卤阻燃剂，特别是溴类阻燃剂在燃烧过程中发烟量大、燃烧释放大量有毒和有腐蚀性的气体，从而带来了巨大的环保压力。而有机磷系阻燃剂是目前市场上最主要的无卤阻燃剂种类，常常被用于工程塑料合金和聚氨酯当中，具有毒性小、发烟低等优点。但是有机磷系阻燃剂燃烧会释放出有腐蚀性的酸性物质，对基材和周围环境具有较大的腐蚀性，并且这类阻燃剂要达到UL V0的阻燃效果，添加量要达到10％以上，进而造成塑料合金的耐热性降低，韧性变差，机械强度下降，因此其应用范围也受到了一定的制约。无机阻燃剂具有价格低廉、阻燃、消烟等优点，是一类环保的阻燃剂，常被用于无卤阻燃的聚烯烃中。但是该类阻燃剂有无法克服的缺点，那就是要达到较好的阻燃级别，必须大量添加，通常大于50％，这就造成塑料比重严重升高，进而丧失比重小的优点，同时导致加工性能变差，韧性降低、进而限制了其应用的领域。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种经济实用性好，与塑料相容稳定性好，能有效兼顾塑料加工性能和机械性能的塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂。

本发明的另一个目的就是提供所述塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂，该阻燃剂由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：改性聚有机硅氧烷45-80份、气相白炭黑20-32份、改性硅藻土8-15份、表面处理剂2-5份以及聚乙烯蜡1-2份。

所述的改性聚有机硅氧烷的制备方法包括以下步骤：

步骤（I）：将琥珀树酯与聚酯树脂按8-12:1的质量比例均匀混合到一起，转移至混料机中，加热至120-140℃，先以1000-2000r/min转速搅拌30-50min，然后加入质量为聚酯树脂质量的1.5-2%的过氧化物，再以4000-5000r/min转速搅拌60-75min，自然冷却至室温，制得琥珀树酯与聚酯树脂的共混物；

步骤（II）：将琥珀树酯与聚酯树脂的共混物溶解于有机溶剂中，随后加热至130-136℃，再加入催化剂，随后加入聚有机硅氧烷、偶联剂，于30-40Mpa压力下、于135℃下恒温反应2-4h，随后减压、干燥，即制得改性聚有机硅氧烷。

步骤（I）中所述的聚酯树脂为聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述的过氧化物为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酰或过氧化十二酰中的一种或几种。

步骤（II）中所述的琥珀树酯与聚酯树脂的共混物在有机溶剂中的浓度为0.4-0.6g/mL，所述的聚有机硅氧烷与偶联剂、琥珀树酯的质量比为100:0.8-1.2:10。

所述的聚有机硅氧烷为聚二乙基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷或聚甲基硅氧烷中的一种或几种，所述的偶联剂为α-甲基丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷。

所述的改性硅藻土的制备方法包括以下步骤：

步骤（i）：向异丙醇中加入钛酸酯偶联剂，混合均匀，制得钛酸酯偶联剂异丙醇溶液，然后将钛酸酯偶联剂异丙醇溶液与聚乙烯醇按质量比为1:0.4进行混合，制得预混液I；

步骤（ii）：向乙醇中加入丙烯酸树脂，搅拌混合至充分溶解，制得预混液II；

步骤（iii）：将硅藻土加入预混液I中，于25℃下以3000 r/min高速搅拌1h；过滤保留固体，再加入至预混液II中，于35℃下以800 r/min低速搅拌2h；过滤，用质量分数为10%的硫酸溶液洗涤固体去除杂质，后水洗至溶液体系呈中性，过滤，并于50-60℃下真空干燥，再充分研磨至粒度为过800目筛达95%，即可。

步骤（i）中所述的钛酸酯偶联剂与异丙醇的质量比为3:8，步骤（ii）中所述的丙烯酸树脂与乙醇的质量比为1:6，步骤（iii）中所述的硅藻土与预混液I的质量比为1:3。

所述的表面处理剂为氨基硅油、羟基硅油、二苯基硅二醇或甲基乙氧基硅烷中的一种或几种。

一种塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

步骤（1）：按重量份将气相白炭黑、改性硅藻土加入到混合机中，于60-80℃下搅拌混合均匀，随后采用高压雾化喷淋器将表面处理剂分多次雾化加入到搅拌状态下的气相白炭黑与改性硅藻土的混合物中，制得预混料；

步骤（2）：于120-160℃下，在搅拌状态下，按重量份将改性聚有机硅氧烷滴加至预混料中，恒温搅拌1-3h，再加入聚乙烯蜡，搅拌混合均匀，出料，真空干燥，即可。

步骤（1）中先将表面处理剂加热至90-110℃，随后转移至高压雾化喷淋器中。

本发明塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂在实际应用时，在塑料中的添加量为3-10%。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1）采用琥珀树脂来改性聚有机硅氧烷，可在分子链末端或侧链上引入活性基团，在催化剂的作用下，聚酯树脂和琥珀树脂分子链上的活性基团与聚有机硅氧烷的活性基团反应，可生成嵌段、接枝或互穿网络的共聚物，不仅具有优异的耐热性，还可有效改善阻燃剂体系与塑料的相容性，起到增强增韧的作用，克服传统阻燃剂影响塑料强度和韧性的缺陷；

2）采用钛酸酯偶联剂和聚乙烯醇对硅藻土进行联合改性，可在硅藻土微颗粒表面接枝有机基团，可使硅藻土微颗粒外表面包覆有丙烯酸树脂，可使硅藻土微颗粒之间具有很好的分散性，防止微颗粒团聚而沉降的现象，其不仅可起到表面活性剂的作用，增强改性聚有机硅氧烷与塑料基材之间的相容性，还可作为补强填料来改善塑料基材的机械强度，其与气相白炭黑结合使用，两者协同增效，可起到隔绝氧气和降低材料表面温度的作用，能有效地阻燃和抑烟，大大改善阻燃剂体系的阻燃效果；

3）本发明阻燃剂中改性聚有机硅氧烷类似于互穿聚合物网络（IPN）部分交联机理而结合入塑料基材结构中，可有效限制气相白炭黑、改性硅藻土的分散性及流动性，防止其迁移至被阻燃聚合物的表面，具有优异的阻燃稳定性；

4）本发明阻燃剂阻燃和抑烟效果良好，安全可靠，原料来源广，成本低，不含有毒添加剂，能够改善基材的机械加工和阻燃耐热性能，具有良好的增塑性，可有效降低发烟量和抑制二氧化碳产生，完全符合新型阻燃剂无卤无磷的环保要求。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

本实施例塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂，由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：改性聚有机硅氧烷52份、气相白炭黑21份、改性硅藻土10份、表面处理剂3份以及聚乙烯蜡1份。

其中，改性聚有机硅氧烷的制备方法包括以下步骤：

步骤（I）：将琥珀树酯与聚酯树脂按9:1的质量比例均匀混合到一起，转移至混料机中，加热至130℃，先以2000r/min转速搅拌40min，然后加入质量为聚酯树脂质量的1.6%的过氧化物，再以4000r/min转速搅拌60min，自然冷却至室温，制得琥珀树酯与聚酯树脂的共混物；

步骤（II）：将琥珀树酯与聚酯树脂的共混物溶解于有机溶剂中，随后加热至132℃，再加入催化剂，随后加入聚有机硅氧烷、偶联剂，于32Mpa压力下、于135℃下恒温反应3h，随后减压、干燥，即制得改性聚有机硅氧烷。

步骤（I）中聚酯树脂为聚对苯二甲酸丙二醇酯，过氧化物为过氧化苯甲酸叔丁酯。

步骤（II）中琥珀树酯与聚酯树脂的共混物在有机溶剂中的浓度为0.5g/mL，聚有机硅氧烷与偶联剂、琥珀树酯的质量比为100:0.8:10。聚有机硅氧烷为聚二乙基硅氧烷，偶联剂为α-甲基丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷。

改性硅藻土的制备方法包括以下步骤：

步骤（iii）：将硅藻土加入预混液I中，于25℃下以3000 r/min高速搅拌1h；过滤保留固体，再加入至预混液II中，于35℃下以800 r/min低速搅拌2h；过滤，用质量分数为10%的硫酸溶液洗涤固体去除杂质，后水洗至溶液体系呈中性，过滤，并于55℃下真空干燥，再充分研磨至粒度为过800目筛达95%，即可。

步骤（i）中钛酸酯偶联剂与异丙醇的质量比为3:8，步骤（ii）中丙烯酸树脂与乙醇的质量比为1:6，步骤（iii）中硅藻土与预混液I的质量比为1:3。

本实施例中，表面处理剂为氨基硅油。

本实施例塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤（1）：按重量份将气相白炭黑、改性硅藻土加入到混合机中，于70℃下搅拌混合均匀，随后采用高压雾化喷淋器将表面处理剂分多次雾化加入到搅拌状态下的气相白炭黑与改性硅藻土的混合物中，制得预混料；

步骤（2）：于135℃下，在搅拌状态下，按重量份将改性聚有机硅氧烷滴加至预混料中，恒温搅拌2.5h，再加入聚乙烯蜡，搅拌混合均匀，出料，真空干燥，即可。

步骤（1）中先将表面处理剂加热至95℃，随后转移至高压雾化喷淋器中。

实施例2：

本实施例塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂，由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：改性聚有机硅氧烷58份、气相白炭黑22份、改性硅藻土9份、表面处理剂2份以及聚乙烯蜡1份。

其中，改性聚有机硅氧烷的制备方法包括以下步骤：

步骤（I）：将琥珀树酯与聚酯树脂按8:1的质量比例均匀混合到一起，转移至混料机中，加热至135℃，先以1800r/min转速搅拌45min，然后加入质量为聚酯树脂质量的1.7%的过氧化物，再以4200r/min转速搅拌65min，自然冷却至室温，制得琥珀树酯与聚酯树脂的共混物；

步骤（II）：将琥珀树酯与聚酯树脂的共混物溶解于有机溶剂中，随后加热至134℃，再加入催化剂，随后加入聚有机硅氧烷、偶联剂，于35Mpa压力下、于135℃下恒温反应3.5h，随后减压、干燥，即制得改性聚有机硅氧烷。

步骤（I）中聚酯树脂为聚对苯二甲酸丙二醇酯，过氧化物为过氧化苯甲酰。

步骤（II）中琥珀树酯与聚酯树脂的共混物在有机溶剂中的浓度为0.48g/mL，聚有机硅氧烷与偶联剂、琥珀树酯的质量比为100:1:10。聚有机硅氧烷为聚二甲基硅氧烷，偶联剂为α-甲基丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷。

改性硅藻土的制备方法包括以下步骤：

步骤（iii）：将硅藻土加入预混液I中，于25℃下以3000 r/min高速搅拌1h；过滤保留固体，再加入至预混液II中，于35℃下以800 r/min低速搅拌2h；过滤，用质量分数为10%的硫酸溶液洗涤固体去除杂质，后水洗至溶液体系呈中性，过滤，并于52℃下真空干燥，再充分研磨至粒度为过800目筛达95%，即可。

本实施例中，表面处理剂为羟基硅油。

步骤（1）：按重量份将气相白炭黑、改性硅藻土加入到混合机中，于72℃下搅拌混合均匀，随后采用高压雾化喷淋器将表面处理剂分多次雾化加入到搅拌状态下的气相白炭黑与改性硅藻土的混合物中，制得预混料；

步骤（2）：于140℃下，在搅拌状态下，按重量份将改性聚有机硅氧烷滴加至预混料中，恒温搅拌2h，再加入聚乙烯蜡，搅拌混合均匀，出料，真空干燥，即可。

步骤（1）中先将表面处理剂加热至98℃，随后转移至高压雾化喷淋器中。

实施例3：

本实施例塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂，由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：改性聚有机硅氧烷64份、气相白炭黑25份、改性硅藻土12份、表面处理剂4份以及聚乙烯蜡1.5份。

其中，改性聚有机硅氧烷的制备方法包括以下步骤：

步骤（I）：将琥珀树酯与聚酯树脂按10:1的质量比例均匀混合到一起，转移至混料机中，加热至130℃，先以1500r/min转速搅拌40min，然后加入质量为聚酯树脂质量的1.8%的过氧化物，再以4500r/min转速搅拌65min，自然冷却至室温，制得琥珀树酯与聚酯树脂的共混物；

步骤（II）：将琥珀树酯与聚酯树脂的共混物溶解于有机溶剂中，随后加热至135℃，再加入催化剂，随后加入聚有机硅氧烷、偶联剂，于36Mpa压力下、于135℃下恒温反应4h，随后减压、干燥，即制得改性聚有机硅氧烷。

步骤（I）中聚酯树脂为聚对苯二甲酸丙二醇酯，过氧化物为过氧化十二酰。

步骤（II）中琥珀树酯与聚酯树脂的共混物在有机溶剂中的浓度为0.52g/mL，聚有机硅氧烷与偶联剂、琥珀树酯的质量比为100:1.1:10。聚有机硅氧烷为聚甲基硅氧烷，偶联剂为α-甲基丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷。

改性硅藻土的制备方法包括以下步骤：

本实施例中，表面处理剂为二苯基硅二醇。

步骤（1）：按重量份将气相白炭黑、改性硅藻土加入到混合机中，于75℃下搅拌混合均匀，随后采用高压雾化喷淋器将表面处理剂分多次雾化加入到搅拌状态下的气相白炭黑与改性硅藻土的混合物中，制得预混料；

步骤（2）：于150℃下，在搅拌状态下，按重量份将改性聚有机硅氧烷滴加至预混料中，恒温搅拌2h，再加入聚乙烯蜡，搅拌混合均匀，出料，真空干燥，即可。

步骤（1）中先将表面处理剂加热至100℃，随后转移至高压雾化喷淋器中。

实施例4：

本实施例塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂，由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：改性聚有机硅氧烷45份、气相白炭黑20份、改性硅藻土8份、表面处理剂2.8份以及聚乙烯蜡1.2份。

其中，改性聚有机硅氧烷的制备方法包括以下步骤：

步骤（I）：将琥珀树酯与聚酯树脂按9:1的质量比例均匀混合到一起，转移至混料机中，加热至120℃，先以1000r/min转速搅拌50min，然后加入质量为聚酯树脂质量的1.5%的过氧化物，再以4000r/min转速搅拌75min，自然冷却至室温，制得琥珀树酯与聚酯树脂的共混物；

步骤（II）：将琥珀树酯与聚酯树脂的共混物溶解于有机溶剂中，随后加热至130℃，再加入催化剂，随后加入聚有机硅氧烷、偶联剂，于30Mpa压力下、于135℃下恒温反应3.5h，随后减压、干燥，即制得改性聚有机硅氧烷。

步骤（II）中琥珀树酯与聚酯树脂的共混物在有机溶剂中的浓度为0.4g/mL，聚有机硅氧烷与偶联剂、琥珀树酯的质量比为100:0.8:10。聚有机硅氧烷为聚二乙基硅氧烷，偶联剂为α-甲基丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷。

改性硅藻土的制备方法包括以下步骤：

本实施例中，表面处理剂为甲基乙氧基硅烷。

步骤（1）：按重量份将气相白炭黑、改性硅藻土加入到混合机中，于60℃下搅拌混合均匀，随后采用高压雾化喷淋器将表面处理剂分多次雾化加入到搅拌状态下的气相白炭黑与改性硅藻土的混合物中，制得预混料；

步骤（2）：于120℃下，在搅拌状态下，按重量份将改性聚有机硅氧烷滴加至预混料中，恒温搅拌3h，再加入聚乙烯蜡，搅拌混合均匀，出料，真空干燥，即可。

步骤（1）中先将表面处理剂加热至90℃，随后转移至高压雾化喷淋器中。

实施例5：

本实施例塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂，由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：改性聚有机硅氧烷80份、气相白炭黑32份、改性硅藻土15份、表面处理剂5份以及聚乙烯蜡2份。

其中，改性聚有机硅氧烷的制备方法包括以下步骤：

步骤（I）：将琥珀树酯与聚酯树脂按12:1的质量比例均匀混合到一起，转移至混料机中，加热至140℃，先以2000r/min转速搅拌30min，然后加入质量为聚酯树脂质量的2%的过氧化物，再以5000r/min转速搅拌60min，自然冷却至室温，制得琥珀树酯与聚酯树脂的共混物；

步骤（II）：将琥珀树酯与聚酯树脂的共混物溶解于有机溶剂中，随后加热至136℃，再加入催化剂，随后加入聚有机硅氧烷、偶联剂，于40Mpa压力下、于135℃下恒温反应2h，随后减压、干燥，即制得改性聚有机硅氧烷。

步骤（II）中琥珀树酯与聚酯树脂的共混物在有机溶剂中的浓度为0.6g/mL，聚有机硅氧烷与偶联剂、琥珀树酯的质量比为100:1.2:10。聚有机硅氧烷为聚甲基硅氧烷，偶联剂为α-甲基丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷。

改性硅藻土的制备方法包括以下步骤：

本实施例中，表面处理剂为氨基硅油。

步骤（1）：按重量份将气相白炭黑、改性硅藻土加入到混合机中，于80℃下搅拌混合均匀，随后采用高压雾化喷淋器将表面处理剂分多次雾化加入到搅拌状态下的气相白炭黑与改性硅藻土的混合物中，制得预混料；

步骤（2）：于160℃下，在搅拌状态下，按重量份将改性聚有机硅氧烷滴加至预混料中，恒温搅拌1h，再加入聚乙烯蜡，搅拌混合均匀，出料，真空干燥，即可。

步骤（1）中先将表面处理剂加热至110℃，随后转移至高压雾化喷淋器中。

实施例6：

本实施例塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂，由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：改性聚有机硅氧烷72.4份、气相白炭黑26份、改性硅藻土10份、表面处理剂4份以及聚乙烯蜡1.6份。

其中，改性聚有机硅氧烷的制备方法包括以下步骤：

步骤（I）：将琥珀树酯与聚酯树脂按10:1的质量比例均匀混合到一起，转移至混料机中，加热至140℃，先以2000r/min转速搅拌30min，然后加入质量为聚酯树脂质量的1.8%的过氧化物，再以5000r/min转速搅拌60min，自然冷却至室温，制得琥珀树酯与聚酯树脂的共混物；

步骤（II）：将琥珀树酯与聚酯树脂的共混物溶解于有机溶剂中，随后加热至135℃，再加入催化剂，随后加入聚有机硅氧烷、偶联剂，于32Mpa压力下、于135℃下恒温反应3h，随后减压、干燥，即制得改性聚有机硅氧烷。

步骤（I）中聚酯树脂为聚对苯二甲酸丙二醇酯，过氧化物为过氧化苯甲酸叔丁酯与过氧化十二酰按质量比为6:1混合而成。

步骤（II）中琥珀树酯与聚酯树脂的共混物在有机溶剂中的浓度为0.5g/mL，聚有机硅氧烷与偶联剂、琥珀树酯的质量比为100:1:10。聚有机硅氧烷为聚二乙基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷与聚甲基硅氧烷按质量比为3:5:2混合而成，偶联剂为α-甲基丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷。

改性硅藻土的制备方法包括以下步骤：

步骤（iii）：将硅藻土加入预混液I中，于25℃下以3000 r/min高速搅拌1h；过滤保留固体，再加入至预混液II中，于35℃下以800 r/min低速搅拌2h；过滤，用质量分数为10%的硫酸溶液洗涤固体去除杂质，后水洗至溶液体系呈中性，过滤，并于60℃下真空干燥，再充分研磨至粒度为过800目筛达95%，即可。

本实施例中，表面处理剂为氨基硅油与二苯基硅二醇按质量比为3:4混合而成。

步骤（2）：于140℃下，在搅拌状态下，按重量份将改性聚有机硅氧烷滴加至预混料中，恒温搅拌2.5h，再加入聚乙烯蜡，搅拌混合均匀，出料，真空干燥，即可。

步骤（1）中先将表面处理剂加热至105℃，随后转移至高压雾化喷淋器中。

实施例7：

本实施例塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂，由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：改性聚有机硅氧烷68份、气相白炭黑30份、改性硅藻土12份、表面处理剂3份以及聚乙烯蜡1份。

其余同实施例6。

实施例8：

本实施例塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂，由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成：改性聚有机硅氧烷74份、气相白炭黑23份、改性硅藻土13份、表面处理剂5份以及聚乙烯蜡2份。

其余同实施例6。

对比例1：

本对比例的配方中，采用普通市售的聚有机硅氧烷代替改性聚有机硅氧烷，其余同实施例6。

对比例2：

本对比例的配方中，采用普通市售的硅藻土代替改性硅藻土，其余同实施例6。

对比例3：

本对比例为市售的无卤阻燃剂。

性能测试：

测试配方：PC 72份、增塑剂DOP 23份、阻燃剂（实施例1-8以及对比例1-3）5份。

按上述测试配方的质量比称取PC、增塑剂，再分别加入待测试的5份阻燃剂，在小型高速混合机中混合10min，经挤出造粒，注塑成型样条，随后进行阻燃性能及相关力学性能测试，测试结果见表1。

表1：阻燃性能及相关力学性能测试结果

由表1可以看出，本发明阻燃剂的阻燃效果优异，且对材料的力学性能的影响较小，可以兼顾力学性能的同时，有效改善材料的阻燃性，具有很好的应用前景。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂，其特征在于，该阻燃剂由包括以下组分及重量份含量的原料制备而成:改性聚有机硅氧烷45-80份、气相白炭黑20-32份、改性硅藻土8- 15份、表面处理剂2-5份以及聚乙烯蜡1-2份；

所述的改性聚有机硅氧烷的制备方法包括以下步骤：

步骤（I）：将琥珀树脂与聚酯树脂按8-12:1的质量比例均匀混合到一起，转移至混料机中，加热至120-140℃，先以1000-2000r/min转速搅拌30-50min，然后加入质量为聚酯树脂质量的1.5-2%的过氧化物，再以4000-5000r/min转速搅拌60-75min,自然冷却至室温，制得琥珀树脂与聚酯树脂的共混物；

步骤（II）：将琥珀树脂与聚酯树脂的共混物溶解于有机溶剂中，随后加热至130-136℃，再加入催化剂，随后加入聚有机硅氧烷、偶联剂，于30-40Mpa压力下、于135℃下恒温反应2-4h，随后减压、干燥，即制得改性聚有机硅氧烷；

所述的改性硅藻土的制备方法包括以下步骤：

步骤（i）:向异丙醇中加入钛酸酯偶联剂，混合均匀，制得钛酸酯偶联剂异丙醇溶液,然后将钛酸酯偶联剂异丙醇溶液与聚乙烯醇按质量比为1:0.4进行混合，制得预混液I；

步骤（ii）：向乙醇中加入丙烯酸树脂,搅拌混合至充分溶解，制得预混液II ；

步骤（iii）：将硅藻土加入预混液I中，于25℃下以3000 r/min高速搅拌lh；过滤保留固体，再加入至预混液II中，于35℃下以800 r/min低速搅拌2h ；过滤，用质量分数为10%的硫酸溶液洗涤固体去除杂质，后水洗至溶液体系呈中性，过滤，并于50-60℃下真空干燥，再充分研磨至粒度为过800目筛达95%，即可。

2.根据权利要求1所述的一种塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂，其特征在于，步骤（I）中所述的聚酯树脂为聚对苯二甲酸丙二醇酯，所述的过氧化物为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酰或过氧化十二酰中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂，其特征在于，步骤（II）中所述的琥珀树脂与聚酯树脂的共混物在有机溶剂中的浓度为0.4-0.6g/mL,所述的聚有机硅氧烷与偶联剂、琥珀树脂的质量比为100 ：0.8-1.2:10。

4.根据权利要求1所述的一种塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂，其特征在于，所述的聚有机硅氧烷为聚二乙基硅氧烷、聚二甲基硅氧烷或聚甲基硅氧烷中的一种或几种,所述的偶联剂为a-甲基丙烯酰氧基甲基三甲氧基硅烷。

5.根据权利要求1所述的一种塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂，其特征在于，步骤（i）中所述的钛酸酯偶联剂与异丙醇的质量比为3:8，步骤（ii）中所述的丙烯酸树脂与乙醇的质量比为1:6，步骤（iii）中所述的硅藻土与预混液I的质量比为1:3。

6.根据权利要求1所述的一种塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂，其特征在于，所述的表面处理剂为氨基硅油、羟基硅油、二苯基硅二醇或甲基乙氧基硅烷中的一种或几种。

7.如权利要求1所述的一种塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤（1）:按重量份将气相白炭黑、改性硅藻土加入到混合机中，于60-80℃下搅拌混合均匀，随后采用高压雾化喷淋器将表面处理剂分多次雾化加入到搅拌状态下的气相白炭黑与改性硅藻土的混合物中，制得预混料；

步骤(2):于120-160℃下，在搅拌状态下，按重量份将改性聚有机硅氧烷滴加至预混料中，恒温搅拌l-3h，再加入聚乙烯蜡,搅拌混合均匀，出料，真空干燥,即可。

8.根据权利要求7所述的一种塑料用高稳定性无卤环保阻燃剂的制备方法，其特征在于，步骤(1) 中先将表面处理剂加热至90-110℃，随后转移至高压雾化喷淋器中。