有机硅无卤环保协效阻燃剂、阻燃剂组合物及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及阻燃剂及其制备技术领域，具体设及一种有机娃无面环保协效阻燃 剂、含有所述协效阻燃剂的阻燃剂组合物及其制备方法，W及上述有机娃无面环保协效阻 燃剂的应用。
【背景技术】
[0002] 无机环保阻燃剂例如氨氧化侣和氨氧化儀由于在燃烧时不产生有毒气体，近年来 得到迅猛发展；但它们只有在高填充量下才能达到一定的阻燃效果，导致阻燃组成物的粘 度上升、成型加工性变差，被阻燃材料的耐水性、电气及力学性能降低。将有机娃与氨氧化 侣或氨氧化儀协同使用，不仅可提高阻燃效率，而且能增加氨氧化侣或氨氧化儀在基材中 的分散性，减少阻燃剂的用量。
[0003] 由于协效阻燃原理是高溫下金属氧化物与聚硅氧烷结合形成玻璃陶瓷化保护阻 燃层，从而取得良好协同阻燃效果，所W两种物质结合的越紧密，协同效果越突出，最好是 通过化学反应形成共价键形成一体。
[0004] 在此领域中，目前市场化的产品有原GE公司（现在的迈图公司）的SFRlOOW及 道康宁公司的4-7081等，运两个产品本质上都是超高分子量的聚硅氧烷，SFRlOO聚合度很 高，粘度很大，使用时很不方便，4-7081的聚硅氧烷部分同样聚合度高，粘度大。为了使用方 便，把运些大分子的聚硅氧烷分散到气相法二氧化娃粉体上，W气相法二氧化娃作为载体 作成粉末状产品W方便使用。
[0005] 运类高分子量聚硅氧烷阻燃剂只是与氨氧化侣和氨氧化儀等物理混合，不发生化 学反应，所W结合并不紧密，基本上还是两个物质，因此作为阻燃剂时彼此的协效作用并不 显著，导致加入量需要在氨氧化侣和氨氧化儀重量比的5%甚至10%W上才会表现出显著 协同阻燃效果，而且高加入量常常导致挤出机螺杆打滑等加工困难。
[0006] 综上所述，市场上需要一种更高效，且使用方便的有机娃环保协效阻燃剂。
【发明内容】
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明的目的之一在于提供一种协效阻燃效果好、粘度 低、添加使用方便的有机娃无面环保协效阻燃剂。
[0008] 为实现上述技术目的，本发明采用W下的技术方案：
[0009] 有机娃无面环保协效阻燃剂，包括枝化改性的聚硅氧烷，所述枝化改性的聚娃氧 烧上存在对Mg(OH)2或AL(OH)3表面径基具有反应活性的反应活性基团，所述枝化改性的聚 硅氧烷中所述反应活性基团与硅氧烷单元（-O-Si(CHs)Z-)的摩尔比率为0.01% -50%，优 选5% -30%，所述枝化改性的聚硅氧烷的重均分子量为300-700000,优选500-10000;
[0010] 其中，所述反应活性基团选自乙酷氧基或烷氧基。
[0011] 所述烷氧基选自：甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、异丙氧基、下氧基等。
[0012] 作为优选，所述枝化改性的聚硅氧烷含有W下结构式：
[0013]
[0014] 上述结构式中，
[0015]R为对Mg(OH)2或AL(OH)3表面径基具有反应活性的反应活性基团；
[001引W为接在Si上的对Mg(OH)2、AL(OH)康面径基具有反应性的活性基团，或 [0017] 对Mg(OH)2,AL(OH)康面径基不具有反应性的非活性基团；
[001引其中，nl、n2、n3可W相同，也可W不同，nl、n2或n3的数值范围分别为1-300。
[0019] 其中，R具体选自：乙酷氧基、烷氧基。
[0020] 其中，W具体选自：乙締基、苯基、C1-C20的烷基、环氧丙氧丙基、环氧环己烷基乙 基、甲基丙締酷氧基丙基、氨。
[0021] 作为进一步优选，所述W为乙締基，R为甲氧基。该枝化改性的聚硅氧烷可将八甲 基环四硅氧烷加硫酸开环与乙締基=甲氧基硅烷平衡聚合获得。
[0022] 所述八甲基环四硅氧烷的结构为：
[0023]
[0024] 或者，所述W为苯基，R为烷氧基或乙酷氧基，所述烷氧基选自：甲氧基、乙氧基、甲 氧基乙氧基、异丙氧基、下氧基等。该枝化改性的聚硅氧烷可将八甲基环四硅氧烷加硫酸开 环后与相应硅烷平衡聚合获得。如将八甲基环四硅氧烷加硫酸开环并分别与苯基=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，分别获得W为苯基，R分别为 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为烷基，所述烷基选自甲基、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碳烧 基、18碳烷基、19碳烷基、20碳烷基，R为烷氧基，选自甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧基、异丙 氧基、下氧基等。该枝化改性的聚硅氧烷可将八甲基环四硅氧烷加硫酸开环后与相应硅烷 平衡聚合获得。如将八甲基环四硅氧烷加硫酸开环并分别与甲基=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 烧平衡聚合获得W分别为甲基、乙基、丙基、下基、戊基、己基，R为甲氧基的枝化改性的聚娃 氧烧。
[0026] 或者，所述W为环氧丙氧丙基，R为烷氧基，所述烷氧基选自：甲氧基、乙氧基、甲氧 基乙氧基、异丙氧基、下氧基等。该枝化改性的聚硅氧烷可将八甲基环四硅氧烷加硫酸开环 后与相应硅烷平衡聚合获得。如将八甲基环四硅氧烷加硫酸开环并分别与环氧丙氧丙基= 甲氧基硅烷、环氧丙氧丙基=乙氧基硅烷平衡聚合，分别获得W为环氧丙氧丙基，R分别为 甲氧基、乙氧基的枝化改性的聚硅氧烷。
[0027] 或者，所述W为环氧环己烷基乙基，R为烷氧基，所述烷氧基选自：甲氧基、乙氧基、 甲氧基乙氧基、异丙氧基、下氧基等。该枝化改性的聚硅氧烷可将八甲基环四硅氧烷加硫酸 开环后与相应硅烷平衡聚合获得。如将八甲基环四硅氧烷加硫酸开环并分别与环氧环己烧 基乙基=甲氧基硅烷、环氧环己烷基乙基=乙氧基硅烷平衡聚合，分别获得W为环氧环己 烷基乙基，R分别为甲氧基、乙氧基的枝化改性的聚硅氧烷。
[0028] 或者，所述W为甲基丙締酷氧基丙基，R为烷氧基，所述烷氧基选自：甲氧基、乙氧 基、甲氧基乙氧基、异丙氧基、下氧基等。该枝化改性的聚硅氧烷可将八甲基环四硅氧烷加 硫酸开环后与相应硅烷平衡聚合获得。如将八甲基环四硅氧烷加硫酸开环并分别与甲基丙 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，分别获得W为 甲基丙締酷氧基丙基，R分别为甲氧基、乙氧基的枝化改性的聚硅氧烷。
[0029] 或者，所述W为氨基，R为烷氧基，所述烷氧基选自：甲氧基、乙氧基、甲氧基乙氧 基、异丙氧基、下氧基等。该枝化改性的聚硅氧烷可将八甲基环四硅氧烷加硫酸开环与相应 硅烷平衡聚合获得。如将八甲基环四硅氧烷加硫酸开环与氨基=甲氧基硅烷平衡聚合，分 别获得R分别为甲氧基、乙氧基，W为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为无色至浅黄色透明粘稠状液体，25°C下密度为 0. 9-1. 5g/ml;25°C下粘度为5-5000cst。储存方式为：铁桶密封储存。
[0031] 所述有机娃无面环保协效阻燃剂可仅含前述枝化改性的聚硅氧烷，当然也可W加 入协效阻燃剂常用的辅料。
[0032] 进一步的，所述有机娃无面环保协效阻燃剂为无机阻燃剂的协效阻燃剂。
[0033] 所述无机阻燃剂包括但不限于：表面具有径基（-0H)的无机阻燃剂，如氨氧化侣、 氨氧化儀；棚系阻燃剂，如偏棚酸锭、五棚酸锭、偏棚酸钢、氣棚酸锭、偏棚酸领、棚酸锋等； 錬系阻燃剂，如=氧化二錬等。
[0034] 使用本发明的协效阻燃剂时，只需加入氨氧化侣和氨氧化儀总重量的0. 2%即可 产生协效阻燃作用，当加入量增加达到0. 5%时，可产生优异的协效阻燃作用。
[0035] 本发明的协效阻燃剂可用作无机阻燃剂的协效阻燃剂，或作为协效阻燃成分用于 制备无面阻燃材料或阻燃剂组合物。
[0036] 所述无面阻燃材料包括但不限于：无面阻燃电缆料、建筑用阻燃塑料板材或其它 工业用无面阻燃材料。
[0037] 进一步的，在用于制备无面阻燃材料时，所述枝化改性的聚硅氧烷的加入量为阻 燃剂总重量的0. 2-1. 5%，优选为0. 5-1. 0%。优选的，所述阻燃剂为氨氧化侣和/或氨氧 化儀。
[0038] 在用于制备无面阻燃电缆料时，可将阻燃剂、所述枝化改性的聚硅氧烷与聚乙締， EVA或热塑性弹性体等高分子材料一起混配生产无面阻燃电缆料。
[0039] 在用于制备建筑用阻燃塑料板材时，可将阻燃剂、所述枝化改性的聚硅氧烷与聚 乙締、聚丙締等高分子材料一起混配生产无面阻燃塑料建材。
[0040] 在用于制备其它工业用无面阻燃材料时，可将阻燃剂、所述枝化改性的聚硅氧烷 与其它塑料、橡胶等高分子材料一起混配生产无面阻燃材料。
[0041] 本发明的另一目的在于提供一种阻燃剂组合物，所述阻燃剂组合物包括无机阻燃 剂及作为协效阻燃剂的上述枝化改性的聚硅氧烷。
[0042] 进一步的，所述阻燃剂组合物包括下列重量份的组分：
[0043] 无机阻燃剂 100份；
[0044] 枝化改性的聚硅氧烷 0. 2-1. 0份；
[0045] 优选的，所述枝化改性的聚硅氧烷为0. 5-1. 0份。
[0046] 所述无机阻燃剂选自表面具有径基（-0H)的无机阻燃剂，如氨氧化侣、氨氧化儀； 棚系阻燃剂，如有偏棚酸锭、五棚酸锭