[發明專利]一種金屬氫氧化物無鹵阻燃聚烯烴復合物及其制備方法

無效

• 申請號: 200710030065.0
• 申請日: 2007-09-04
• 公開（公告）號: CN101148526A
• 公開（公告）日: 2008-03-26
• 發明（設計）人: 趙建青;孔祥建;劉述梅;葉華
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C08L23/10
• 分類號: C08L23/10;C08L23/06;C08K5/55;B29C47/36;C08K3/22;C08K5/541;C08K3/02
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及阻燃聚烯烴復合物，特別是一種金屬氫氧化物聚烯烴復合物及其制備方法。

背景技術

聚烯烴材料主要包括聚乙烯和聚丙烯兩種材料，聚乙烯材料包括高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯等幾個品種，聚丙烯包括等規聚丙烯、間規聚丙烯、無規聚丙烯和無規共聚聚丙烯等幾個品種。聚烯烴材料的用途極為廣泛，聚乙烯被廣泛用于電線電纜料、薄膜及包裝材料等領域，聚丙烯在建材、雙向拉伸薄膜及工業結構件領域擁有大量的市場。但是聚烯烴材料極限氧指數僅為17～18，屬于易燃材料，而在許多應用領域都對材料的阻燃性提出了要求，因此需要對其進行阻然改性。

金屬氫氧化物是聚烯烴材料常用的一種無鹵阻燃劑，具有價廉易得、環境友好的特點。常見的金屬氫氧化物阻燃劑有氫氧化鎂和氫氧化鋁兩種。金屬氫氧化物的阻燃效率較低，需要在聚烯烴中添加60～70wt％才能獲得較為滿意的阻燃效果。但是，金屬氫氧化物與聚烯烴材料的相容性極差，在基體樹脂中分散困難，其大量填充嚴重惡化了材料的機械性能和加工性能。因此，需要采用對金屬氫氧化物表面改性的辦法來提高其與樹脂基體的界面聯接，降低對材料力學性能和加工性能的影響。

可以用做金屬氫氧化物界面改性劑的有有機硅偶聯劑、鈦酸酯硅偶聯劑、鋁酸酯硅偶聯劑、鋯酸酯硅偶聯劑等多種。對于聚烯烴金屬氫氧化物阻燃體系所采用的界面改性劑通常含有乙烯基、氨丙基、烯丙基、丙烯酸酯基等有機烷基鏈。雖然通過使用上述界面改性劑可以提高復合物的力學性能和加工性能，但是由于這些界面改性劑不具有阻燃或與金屬氫氧化物協同阻燃作用的官能團，因此在改善金屬氫氧化物與聚烯烴材料相容性的同時不能實現與金屬氫氧化物的協同阻燃。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種具有良好阻燃性能和力學性能的金屬氫氧化物無鹵阻燃聚烯烴復合物及其制備方法。

為實現上述發明目的，本發明采取了如下技術方案：

本發明的金屬氫氧化物無鹵阻燃聚烯烴復合物，其原料包括如下的組成及含量重量份：????

金屬氫氧化物40～60

界面改性劑??0.1～5

聚烯烴??????30～60

協同阻燃劑??0～１0

抗氧劑??????0.1～2

所述的金屬氫氧化物為氫氧化鎂、氫氧化鋁中的一種或多種，粒度范圍為0.1～100μm。

所述的界面改性劑為γ-膦酸乙酯基甲基二乙氧基硅烷、γ-膦酸乙酯基三乙氧基硅烷、γ-膦酸甲酯基甲基二乙氧基硅烷、γ-膦酸甲酯基三乙氧基硅烷、間苯二酚(二苯基磷酸酯)、雙酚A-二(磷酸二苯酯)、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、硼酸，硼酸三甲酯，硼酸三丁酯、二苯二羥硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二苯基二氯硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-(2，3-環氧丙氧丙基)三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的兩種或兩種以上。

所述的聚烯烴為無規共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯中的一種或多種。

所述的抗氧劑為雙(2，4-二叔丁基苯基)季戊四醇雙二亞磷酸酯、2，6-二叔丁基對甲酚、亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、N，N’-雙[3-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰]肼、四(β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯、4，4’-甲撐雙(2，6-二叔丁基苯酚)中的一種或多種。

所述的協同阻燃劑為紅磷、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、三聚氰胺、三聚氰胺氰尿酸鹽中的一種或多種。

本發明的制備該金屬氫氧化物無鹵阻燃聚烯烴復合物的方法包括如下步驟：

(1)將金屬氫氧化物與界面改性劑放置于高速混合機或帶攪拌的反應器中100～1000rpm攪拌，攪拌時間為0.2～24小時，處理溫度為25℃～140℃；

(2)將步驟(1)所得的金屬氫氧化物與聚烯烴、抗氧劑、協同阻燃劑在擠出機中共混擠出，擠出溫度為160～250℃。

本發明與現有技術比較，具有如下優點和有益效果：

(1)運用界面設計技術改性金屬氫氧化物，將與金屬氫氧化物具有協同阻燃效果的硼酸酯、膦酸酯、苯基、有機硅基團結合到界面層中，在實現增強金屬氫氧化物與聚烯烴樹脂基體相容性的同時實現了界面層本身與金屬氫氧化物的協同阻燃，增強了材料的力學性能和阻燃些能，實現了界面改性作用的多功能化。