[發明專利]一種阻燃聚丙烯復合材料的制備方法

無效

• 申請號: 201110092960.1
• 申請日: 2011-04-09
• 公開（公告）號: CN102134351A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 晏泓;張猛;林紅嬌;王慧芳;魏麗喬;許并社
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08K9/06;C08K3/32;C09C1/00;C09C3/12;B29C45/26;B29C45/76
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 江淑蘭

技術領域

本發明涉及一種阻燃聚丙烯復合材料的制備方法，屬有機高分子阻燃復合材料的制備及應用的技術領域。

背景技術

聚丙烯是一種高分子材料，無毒、密度小、質量輕，力學、電絕緣及耐化學性能優異，被廣泛用于電子、建筑、紡織、裝飾、機械等領域；由于聚丙烯屬易燃材料，燃燒時會釋放有毒的腐蝕性氣體及大量濃煙，給生命財產均帶來隱患，如何使聚丙烯材料具有阻燃性能是一個十分重要的研究課題。

目前，市場上常用的阻燃材料是無機的氫氧化鋁和氫氧化鎂，但添加量較大，必須達到40％以上才有阻燃效果，影響在高分子材料中應用；而以鹵素為主的有機阻燃劑雖然能保證高分子材料的性能，但其燃燒時會釋放有毒和致癌性物質，使應用受到很大限制。

聚磷酸銨做為阻燃劑有很多優點，阻燃元素磷、氮含量高，熱穩定性好，近中性，毒性低、阻燃性能持久，缺點是相容性差，故必須提高聚磷酸銨的相容性。

γ-氨丙基三乙氧基硅烷KH550，是一種通用的帶有氨基基團的硅烷偶聯劑，含有二種不同的反應性基團，硅烷偶聯劑中的烷氧基通過水解可生成硅醇，與阻燃劑表面可形成阻燃劑-硅烷偶聯劑-有機相的結合層，從而使聚合物與材料的界面獲得較好的粘結強度。

發明內容

發明目的

本發明的目的是針對背景技術的狀況，采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷KH550對聚磷酸銨進行表面改性，然后與聚丙烯進行混合，得到聚磷酸銨-聚丙烯阻燃復合材料，使聚丙烯復合材料具有阻燃性能，以大幅度提高聚丙烯復合材料的性能和應用范圍。

技術方案

本發明使用的化學物質材料為：聚丙烯、聚磷酸銨、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、無水乙醇、乙酸、水浴水，其組合用量如下：以克、毫升為計量單位

聚丙烯：???????????????????????[CH₂CH₃CH]_n??????160g±0.0005g

聚磷酸銨：?????????????????????(NH₄)_n+2P_nO_3n+1???40g±0.0005g

γ-氨丙基三乙氧基硅烷：KH550???C₉H₂₄NSiO₃???????0.8g±0.0005g

無水乙醇：?????????????????????CH₃CH₂OH?????????300ml±1ml

乙酸：?????????????????????????CH₃COOH??????????4ml±0.01ml

去離子水：?????????????????????H₂O??????????????1000ml±10ml

制備方法如下：

(1)精選化學物質材料

對制備所需的化學物質原料要進行精選，并進行質量純度控制，質量百分率如下：

聚丙烯：???????????????固態固體????≥99.0％

聚磷酸銨：?????????????固態固體????≥99.5％

γ-氨丙基三乙氧基硅烷：液態液體????≥99.5％

無水乙醇：?????????????液態液體????≥99.7％

乙酸：?????????????????液態液體????≥99.7％

去離子水：?????????????液態液體????≥99.9％

(2)配置改性劑

稱取γ-氨丙基三乙氧基硅烷0.8g±0.0005g、無水乙醇5ml±0.5ml置于燒杯中；將乙酸4ml±0.5ml緩慢地加入燒杯中，使燒杯中的溶液酸堿度pH值為3.5-5，偏酸性；用超聲波分散機分散20min±1min，成：γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液；

(3)制備改性聚磷酸銨

制備是在燒杯中，在水浴、加熱、攪拌下完成的；

①將燒杯固定于水浴缸中，將攪拌器插入燒杯中；

②將聚磷酸銨40g±0.0005g加入燒杯中，然后加入無水乙醇295ml±0.5ml，高速攪拌20min，攪拌速度300r/min；并開啟加熱器，將溫度升至70℃±2℃；

③緩慢加入改性劑γ-氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液9ml±1ml，繼續高速攪拌60min；