本發明涉及具有阻燃效果的氫氧化鎂材料
技術領域：
，尤其涉及一種導熱阻燃劑及其制備方法。
背景技術：
：阻燃劑在日常用品中應用廣泛。阻燃劑分為含鹵阻燃劑和無鹵阻燃劑。含鹵阻燃材料在阻燃過程中會產生大量的煙霧和有毒的腐蝕性鹵化氫氣體，造成成二次危害，因而逐漸被禁用。無鹵阻燃劑主要以磷系化合物和金屬氫氧化物為主。其中氫氧化鎂是一種新型填充型阻燃劑，通過受熱分解時釋放出結合水，吸收大量的潛熱，來降低它所填充的合成材料在火焰中的表面溫度，具有抑制聚合物分解和對所產生的可燃氣體進行冷卻的作用。然而，目前的阻燃劑僅具有阻燃的效果，當將阻燃劑加入聚合物基材制成導熱塑料時，往往難以同時兼具導熱的性能，而無法滿當前導熱塑料領域對導熱與阻燃雙重需求。技術實現要素：針對上述問題，本發明的目的在于提供一種兼具導熱和阻燃效果的導熱阻燃劑及其制備方法，以解決現有技術中的問題。本發明提供一種導熱阻燃劑的制備方法，其包括如下步驟：(a)稱取主材、輔材和第一助劑，并將該主材、輔材和第一助劑于第一溫度下混合得到預制體，其中所述主材包括球狀氫氧化鎂和纖維狀結構，球狀氫氧化鎂與纖維狀結構的質量比為5:1～20:1；(b)通過第二助劑對所述預制體于第二溫度下進行改性并干燥得到所述導熱阻燃劑。優選的，步驟(a)中所述纖維狀結構為針狀氫氧化鎂、玻璃纖維、纖維狀硅灰石中的一種或者多種，所述輔材為玻璃纖維、硅灰石、氧化鋁、碳化硅、氮化硅、氮化鋁中的一種或者多種，所述第一助劑為乙烯基硅烷、氨基硅烷、環氧基硅烷、酰氧基硅烷、聚硅氧烷、硬脂酸、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、鋁酸酯、鈦酸酯中的一種或者多種。優選的，步驟(a)中所述主材與輔材的質量比例為(85～95):(5～15)，所述第一助劑的質量為所述主材與輔材的總質量的0.2％～2％。優選的，步驟(a)中所述第一溫度為70攝氏度～85攝氏度。優選的，步驟(b)中所述第二助劑為乙烯基硅烷、氨基硅烷、環氧基硅烷、酰氧基硅烷、聚硅氧烷、硬脂酸、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、鋁酸酯、鈦酸酯中的一種或者多種。優選的，步驟(b)所述第二助劑的質量為所述主材與輔材的總質量的0.5％～5％。優選的，步驟(b)所述第二溫度為85攝氏度～110攝氏度。本發明還提供一種采用上述制備方法得到的導熱阻燃劑，所述導熱阻燃劑包括多個球狀顆粒以及多個纖維狀結構，該多個纖維狀結構均勻分布于多個球狀顆粒之間并與相鄰的球狀顆粒搭接，所述球狀顆粒的粒徑為2微米～60微米。相較于現有技術，本制備方法具有以下優點：第一，通過在球狀氫氧化鎂中加入纖維狀結構，搭配形成的球針狀復合導熱體系中纖維狀結構可均勻分散于球狀氫氧化鎂中，纖維狀結構可起到連接的作用，利于熱量傳導，因而該導熱阻燃劑具有良好的導熱效果；第二，通過依次加入第一助劑、第二助劑，該第一助劑以及第二助劑可對主料進行表面處理和改性，可使得氫氧化鎂主料具有較好的相容性，因而得到的導熱阻燃劑易于與塑料樹脂混料。該得到的導熱阻燃劑中主料氫氧化鎂具有完美的微觀晶型結構，喂料不架橋，易于與塑料樹脂混料。當將該導熱阻燃劑與樹脂混合制備導熱塑料時，該導熱阻燃劑與塑料樹脂相容性好，徹底解決了氫氧化鎂喂料難、分散性差的缺點。經實驗證明，所述導熱阻燃劑在導熱材料中添加的重量比50％即可達到V0級，且得到的導熱塑料點燃時煙霧小、無氣味、抗滴落。該導熱阻燃劑材料無毒，低VOC，材料生產過程無廢水，廢氣，廢液的排放。附圖說明圖1及圖2為本發明實施例1制備的導熱阻燃劑的不同放大倍數的掃描電鏡照片。具體實施方式下面將對本發明實施方式中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施方式僅僅是本發明一部分實施方式，而不是全部的實施方式?；诒景l明中的實施方式，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施方式，都屬于本發明保護的范圍。本發明提供了一種導熱阻燃劑的制備方法，其包括如下步驟：(a)稱取主材、輔材和第一助劑，并將該主材、輔材和第一助劑于第一溫度下混合得到預制體，其中所述主材包括球狀氫氧化鎂和纖維狀結構，球狀氫氧化鎂與纖維狀結構的質量比為5:1～20:1；(b)將所述預制體與第二助劑于第二溫度下混合并干燥得到所述導熱阻燃劑。在步驟(a)中，所述主材中引入纖維狀結構的目的在于，利用纖維狀結構這一特殊結構而在多個球狀氫氧化鎂之間進行搭接，形成球針狀導熱體系，其具有較好的導熱效果。所述纖維狀結構為針狀氫氧化鎂、玻璃纖維、纖維狀硅灰石中的一種或者多種。為了實現更好的導熱效果，所述球狀氫氧化鎂與纖維狀結構的質量比優選為10:1～20:1。所述輔材的添加目的為提高導熱性能。所述輔材為玻璃纖維、硅灰石、氧化鋁、碳化硅、氮化硅、氮化鋁中的一種或者多種。所述第一助劑的添加目的為提高其阻燃性能。所述第一助劑為乙烯基硅烷、氨基硅烷、環氧基硅烷、酰氧基硅烷、聚硅氧烷、硬脂酸、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、鋁酸酯、鈦酸酯中的一種或者多種，優選為聚硅氧烷。所述主材與輔材的質量比例為(85～95):(5～15)。優選的，為了使輔材填充于主材球狀結構之間，更有效率的傳導熱量，進一步提高導熱效果，所述主材與輔材的質量比例為(85～90):(10～15)。所述第一助劑的質量為所述主材與輔材的總質量的0.2％～2％。優選的，為了實現更好的表面處理效果，所述第一助劑的質量為所述主材與輔材的總質量的0.2％～1％。所述第一溫度為70攝氏度～85攝氏度。在步驟(b)中，所述第二助劑的添加目的為對主材以及輔材的表面進行改性，使其與塑料樹脂混合時提高其相容性。所述第二助劑為乙烯基硅烷、氨基硅烷、環氧基硅烷、酰氧基硅烷、聚硅氧烷、硬脂酸、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、鋁酸酯、鈦酸酯中的一種或者多種，優選為，硅烷材料。所述第二助劑的質量為所述主材與輔材的總質量的0.5％～5％。優選的，為了實現更好的相容性效果，所述第二助劑的質量為所述主材與輔材的總質量的0.5％～1％。所述第二溫度為85攝氏度～110攝氏度。本發明還提供一種采用上述制備方法得到的導熱阻燃劑。請參閱圖1及圖2，所述導熱阻燃劑包括多個球狀顆粒以及多個纖維狀結構，該多個纖維狀結構均勻分布于多個球狀顆粒之間并與相鄰的球狀顆粒搭接。所述球狀顆粒的主要成分為球狀氫氧化鎂。所述針狀結構的主要成分為針狀氫氧化鎂、玻璃纖維、纖維狀硅灰石中的一種或者多種。在制備的過程中，球狀氫氧化鎂和纖維狀結構的表面附著輔材、第一助劑和第二助劑，最終各組分緊密結合在一起。所述球狀顆粒的粒徑為2微米～60微米。相較于現有技術，本制備方法具有以下優點：第一，通過在球狀氫氧化鎂中加入纖維狀結構，搭配形成的球針狀復合導熱體系中纖維狀結構可均勻分散于球狀氫氧化鎂中，纖維狀結構可起到連接的作用，利于熱量傳導，因而該導熱阻燃劑具有良好的導熱效果；第二，通過依次加入第一助劑、第二助劑，該第一助劑以及第二助劑可對主料進行表面處理和改性，可使得氫氧化鎂主料具有較好的相容性，因而得到的導熱阻燃劑易于與塑料樹脂混料。該得到的導熱阻燃劑中主料氫氧化鎂具有完美的微觀晶型結構，喂料不架橋，易于與塑料樹脂混料。當將該導熱阻燃劑與樹脂混合制備導熱塑料時，該導熱阻燃劑與塑料樹脂相容性好，徹底解決了氫氧化鎂喂料難、分散性差的缺點。經實驗證明，所述導熱阻燃劑在導熱材料中添加的重量比50％即可達到V0級，且得到的導熱塑料點燃時煙霧小、無氣味、抗滴落。下面結合具體實施例對本發明的導熱阻燃劑及其制備方法進行說明：實施例1：稱取主材、輔材和第一助劑，并將該主材、輔材和第一助劑于大約80攝氏度下在高速攪拌機中混合得到預制體，其中所述主材包括球狀氫氧化鎂和針狀氫氧化鎂，球狀氫氧化鎂與針狀氫氧化鎂的質量比為20:1，輔材為硅灰石，第一助劑為聚硅氧烷，所述主材與輔材的質量比例為85:15，所述第一助劑的質量為所述主材與輔材的總質量的5％。將所述預制體與第二助劑于大約115攝氏度下混合并干燥得到所述導熱阻燃劑。其中，第二助劑為乙烯基硅烷，所述第二助劑的質量為所述主材與輔材的總質量的5％。將得到的導熱阻燃劑進行掃描電鏡測試。請參閱,1及圖2，由圖1及圖2可見，該多個針狀結構均勻分布于多個球狀顆粒之間并與相鄰的球狀顆粒搭接，所述球狀顆粒的粒徑為2微米～60微米。將該得到的導熱阻燃劑應用至導熱塑料中，并同時用市售的常規氫氧化鎂進行對比例1。配方如下表1。表1實施例1對比例1PA6樹脂35.835.8導熱阻燃劑51.6---常規氫氧化鎂---51.6其他助劑6.66.6填料66表1中，其他助劑包括潤滑劑(乙烯石蠟或硬脂酸)以及增韌劑(POE彈性體或接枝POE)，遮光劑鈦白粉；填料為氧化鎂、氧化鋁和碳化硅。將上述表1得到的導熱塑料進行性能測試，結果見表2。表2由表2可見，相對于市售常規氫氧化鎂制成的導熱塑料而言，本實施例1導熱阻燃劑制成的導熱塑料的導熱性能有較大的提高，同時對其他的物理性能影響不大。以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對于本
技術領域：
的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。當前第1頁1 2 3