[發明專利]一種阻燃性聚丙烯復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 200810059237.1
• 申請日: 2008-01-14
• 公開（公告）號: CN101235175A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 胡小良;王建軍;曹忠偉;俞豪杰;熊本奎;王立
• 申請（專利權）人: 寧波永發新材料發展有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08K9/06;C08K5/3492
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司
• 代理人: 徐雪波;景豐強

技術領域

本發明涉及一種阻燃性聚丙烯復合材料，該復合材料還具有阻燃功能，本發明還公開了該復合材料的制備方法。

背景技術

聚丙烯是五大通用塑料之一，來源豐富，價格低廉，性能優良，是目前世界通用塑料高性能化中最有發展前景的樹脂，市場非常大。通常聚丙烯極易燃燒，出于安全考慮，有關部門已對一些應用領域作了較為嚴格的阻燃規定，就目前而言，通常在聚丙烯基體中添加阻燃劑以提高其阻燃性，來擴大其應用范圍。

目前，有關聚丙烯的阻燃產品大部分是以含鹵化物為阻燃劑制備的，這類產品阻燃時，產生大量的帶有濃煙、毒性和腐蝕性氣體，進而造成環境污染，開發非鹵阻燃的聚丙烯變得刻不容緩，但是常見的非鹵阻燃劑的加入往往會影響或降低聚丙烯的力學性能，使其在某些領域的應用受到限制。如何在提高聚丙烯阻燃性能的同時又保持其有良好的物理性能一直是本領域的技術人員希望解決的技術問題。

參考中國發明專利：ZL01810344.8，公開了一種《阻燃性聚丙烯數值組合物》(授權公告號：CN1168774C)，由于采用聚亞苯基醚樹脂(PPE)雖然提高了產品的抗沖擊性、耐熱性，但實際應用中產品韌度較低，由于采用乙烯基芳族化合物的氫化嵌段共聚物，雖然使PPE樹脂在聚丙烯樹脂中得到均勻分散，但制得產品彎曲性能明顯下降，極大的限制應用范圍。

再參見中國發明專利：200310103218.1，公開了《一種增韌阻燃聚丙烯組合物及其制備方法》(授權公告號：CN1257935Y)，該專利以聚磷酸銨作為阻燃劑，通過引入改性極性彈性體接枝物來提高聚丙烯樹脂與阻燃劑的相容性，以提高產品沖擊性能。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是針對上述現有技術現狀而另外提供一種阻燃性聚丙烯復合材料，通過添加表面修飾改性過的無機納米顆粒來增強材料的各項力學性能。

本發明所要解決的第二個技術問題是提供一種上述阻燃性聚丙烯復合材料制備方法，通過簡易的步驟來實現。

本發明解決上述第一個技術問題所采用的技術方案為：該阻燃性聚丙烯復合材料，其特征在于由以下原料重量比組成如下：

聚丙烯為60～94份；

三聚氰胺類氮系阻燃劑為5～30份；

無機納米顆粒1～10份，

上述的無機納米顆粒經過硅烷偶聯劑表面修飾。

所述的三聚氰胺類氮系阻燃劑可以是一種或多種選自下述的化合物：三聚氰胺聚磷酸鹽，三聚氰胺氰尿酸鹽，三聚氰胺的衍生物，以三聚氰胺氰尿酸鹽為優選。

所述的無機納米顆粒為一種或多種選自下述的化合物：納米碳酸鈣、納米二氧化硅、納米三氧化二鋁，以納米碳酸鈣為優選。

所述的硅烷偶聯劑為一種或多種選自下述的化合物：四甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。

本發明解決上述第二個技術問題所采用的技術方案為：該阻燃性聚丙烯復合材料制備方法，其特征在于包括如下步驟：

①表面改性修飾，將無機納米微粒和硅烷偶聯劑按照1∶1～3∶1的摩爾比加入容器中，經超聲波分散10～30分鐘后，加入乙醇和水，在60～80℃的水浴中機械攪拌1.5～3小時，再用氨水調節pH值到8.0～10，然后冷卻、過濾、洗滌，最后經110～130℃干燥后，得到表面修飾改性的納米顆粒；

②混合，將聚丙烯、三聚氰胺類氮系阻燃劑及上述經表面修飾改性的無機納米顆粒混合，保持溫度180～200℃，壓力為0.1～1.0Mpa，共混時間為5～15分鐘。

與現有技術相比，本發明的優點在于：引入三聚氰胺類氮系阻燃劑，提高了產品的阻燃性，用硅烷偶聯劑對無機納米顆粒進行表面修飾，不僅能夠提高納米顆粒的分散性能，而且增加了納米顆粒與高分子材料之間的相容性，提高高分子材料的物理性能，克服了因阻燃改性而引起的聚丙烯性能下降的問題，同時，無機納米顆粒自身又具有阻燃性，進一步提高了產品的阻燃性能，另外，無機納米顆粒的引入還增強了三聚氰胺類氮系阻燃劑在聚丙烯基體中的分散性，進一步降低了因阻燃改性而引起性能下降，產生了協同作用。本發明制得產品缺口沖擊強度大于3kJ/m2，拉伸強度大于20MPa可以應用于諸多工程領域。

具體實施方式

以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。

實施例1：本實施例中的阻燃性聚丙烯復合材料制備方法如下：