一种疏水改性红磷阻燃剂的制备方法与流程

1.本发明涉及塑料助剂领域，特别涉及一种疏水改性红磷阻燃剂的制备方法。


背景技术：

2.红磷是一种应用广泛的无卤阻燃剂，阻燃效率高。与其它阻燃剂相比，达到相同阻燃效果所需添加量较少，从而对材料的力学性能影响较小。然而，工业生产的红磷粒径较大，在聚合物材料中的分散性较差，影响其阻燃性能。此外，红磷暴露在空气中容易吸潮，且易氧化生成磷酸并释放出剧毒的磷化氢气体。因此，需将工业红磷进行超细研磨，并在红磷表面进行疏水包覆，以增加红磷阻燃剂在高分子树脂中的分散性，提高其阻燃性能，延长其储存和使用期限。
3.目前，包覆红磷阻燃剂的生产工艺一般包括两个主要的步骤：（1）在分散剂的作用下，将工业红磷研磨成粒径较小的超细红磷；（2）再通过化学反应，将氢氧化铝等无机物或密胺树脂等有机物包覆在红磷表面（熊联明，博士学位论文，中南大学，2004；何影翠等，化学与黏合，2014，36，279-281；李友凤等，塑料，2018，47，107-110）。现有生产工艺存在以下问题：（1）研磨工序与包覆工序分步进行，工艺流程较复杂，易生成无机盐等副产物；（2）包覆工艺过程会产生大量废水，存在环境污染。
4.因此，开发一种工艺流程简单、对环境友好的表面疏水改性红磷阻燃剂的制备方法，以降低生产成本，并改善其应用性能，仍是本领域的技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种疏水改性红磷阻燃剂的制备方法，该方法的工艺流程简单，未涉及化学反应，对环境友好，且制备的产品性能优异。
6.本发明所提供的一种疏水改性红磷阻燃剂的制备方法，包括以下步骤：（1）将原料红磷、三乙醇胺硬脂酸酯、十二羟基硬脂酸锌和水混合，加入球磨机中球磨；（2）再将混合物转移至砂磨机中砂磨，经离心分离，干燥，得到疏水改性红磷阻燃剂。
7.进一步的，所述步骤（1）中红磷与三乙醇胺硬脂酸酯的质量比为1：0.005～0.03。
8.进一步的，所述步骤（1）中红磷与十二羟基硬脂酸锌的质量比为1：0.05～0.2。
9.进一步的，所述步骤（1）中红磷与水的质量比为1：1～5。
10.进一步的，所述步骤（1）中球磨时间为3～10小时。
11.进一步的，所述步骤（2）中砂磨工艺为连续式砂磨。
12.本发明涉及疏水改性红磷阻燃剂的制备方法，以三乙醇胺硬脂酸酯为分散剂和成膜助剂，十二羟基硬脂酸锌为壳层材料，在将红磷磨细的同时实现表面疏水改性。三乙醇胺硬脂酸酯对红磷和十二羟基硬脂酸锌均具有较好的分散性和亲和性，并能促进十二羟基硬脂酸锌的成膜。在三乙醇胺硬脂酸酯的作用下，十二羟基硬脂酸锌能在红磷表面形成连续
的疏水包覆层，实现对红磷表面的疏水改性。
13.与现有技术方案相比，本发明提供的技术方案具有以下优点：（1）研磨工序与包覆工序同步进行，且不涉及任何化学反应，无副产物生成，工艺流程简单；（2）产品的包覆率高，表面疏水，使其吸湿率低，抗氧化性好；（3）生产过程中产生的滤液可循环使用，生产工艺对环境友好。
实施方式
[0014] 下面对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。对于所属技术领域的技术人员而言，从对本发明的详细说明中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。
[0015]
实施例1将1 kg原料红磷、0.02 kg三乙醇胺硬脂酸酯、0.15 kg十二羟基硬脂酸锌和2.5 kg水混合，加入球磨机中，球磨6小时后，再将混合物转移至砂磨机中连续砂磨，经离心分离，干燥，得到疏水改性红磷阻燃剂。
[0016]
实施例2将1 kg原料红磷、0.01 kg三乙醇胺硬脂酸酯、0.12 kg十二羟基硬脂酸锌和5 kg水混合，加入球磨机中，球磨4小时后，再将混合物转移至砂磨机中连续砂磨，经离心分离，干燥，得到疏水改性红磷阻燃剂。
[0017]
实施例3将1 kg原料红磷、0.008 kg三乙醇胺硬脂酸酯、0.1 kg十二羟基硬脂酸锌和1.5 kg水混合，加入球磨机中，球磨10小时后，再将混合物转移至砂磨机中连续砂磨，经离心分离，干燥，得到疏水改性红磷阻燃剂。
[0018]
实施例4将1 kg原料红磷与实施例1离心得到的滤液混合加入球磨机中，再补加0.015 kg三乙醇胺硬脂酸酯、0.15 kg十二羟基硬脂酸锌和0.5 kg水混合，球磨6小时后，再将混合物转移至砂磨机中连续砂磨，经离心分离，干燥，得到疏水改性红磷阻燃剂。
[0019]
性能测试实验：按照《gb 4947-2003》规定的方法检测包覆红磷的磷含量，参照《gb/t 16913-2008》规定的方法检测其吸湿率；抗氧化性测试：分别称取10.00 g红磷样品于含200 ml蒸馏水的三口烧瓶中，将溶液煮沸1小时后过滤并去掉初始滤液，向100 ml该滤液中加入10.00 g分析纯氯化钠，溶解后用标准氢氧化钠溶液滴定滤液中因氧化形成的含氧酸，以每克红磷消耗的氢氧化钠毫克数来表示其抗氧化性；测试结果见表1。
[0020][0021]
从表1结果可知，采用本发明提供的技术方案，制备的疏水改性红磷阻燃剂具有吸
湿率低和抗氧化性能好的优点。这表明红磷表面被疏水包覆较完整，使其具有较长的储存和使用期限，且易于分散在高分子树脂中。产品中红磷含量高，壳层材料占比较低，能确保产品具有良好的阻燃性能。此外，根据实施例4的结果可知，生产过程中产生的滤液可循环使用，生产工艺对环境友好。
[0022]
与现有技术方案相比，本发明提供的技术方案具有以下优点：（1）研磨工序与包覆工序同步进行，且不涉及任何化学反应，无副产物生成，工艺流程简单；（2）产品的包覆率高，表面疏水，使其吸湿率低，抗氧化性好；（3）生产过程中产生的滤液可循环使用，生产工艺对环境友好。
[0023]
应当理解，本发明虽然已通过以上实施例进行了清楚说明，然而在不背离本发明精神及其实质的情况下，所属技术领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的变化和修正，但这些相应的变化和修正都应属于本发明的权利要求的保护范围。


技术特征：
1.一种疏水改性红磷阻燃剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将原料红磷、三乙醇胺硬脂酸酯、十二羟基硬脂酸锌和水混合，加入球磨机中球磨；（2）再将混合物转移至砂磨机中砂磨，经离心分离，干燥，得到疏水改性红磷阻燃剂。2.根据权利要求1所述的疏水改性红磷阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中红磷与三乙醇胺硬脂酸酯的质量比为1：0.005～0.03。3.根据权利要求1所述的疏水改性红磷阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中红磷与十二羟基硬脂酸锌的质量比为1：0.05～0.2。4.根据权利要求1所述的疏水改性红磷阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中红磷与水的质量比为1：1～5。5.根据权利要求1所述的疏水改性红磷阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中球磨时间为3～10小时。6.根据权利要求1所述的疏水改性红磷阻燃剂的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中砂磨工艺为连续式砂磨。

技术总结
本发明提出了一种疏水改性红磷阻燃剂的制备方法。该方法包括：（1）将原料红磷、三乙醇胺硬脂酸酯、十二羟基硬脂酸锌和水混合，加入球磨机中球磨；（2）再将混合物转移至砂磨机中砂磨，经离心分离，干燥，得到疏水改性红磷阻燃剂。本发明涉及的技术方案具有制备工艺流程简单，不涉及任何化学反应，生产过程中产生的滤液可循环使用，生产工艺对环境友好，且制备的产品具有吸湿率低和抗氧化性好的优点。产品具有吸湿率低和抗氧化性好的优点。


技术研发人员：李叙和 贺琪淇
受保护的技术使用者：邵阳市富森阻燃材料有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/9/12