[發明專利]一種協效阻燃熱塑性樹脂及制備方法

無效

• 申請號: 201110211071.2
• 申請日: 2011-07-26
• 公開（公告）號: CN102276907A
• 公開（公告）日: 2011-12-14
• 發明（設計）人: 虞鑫海;徐亞新;李恩;吳爽;樊良子
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: C08L23/08
• 分類號: C08L23/08;C08L23/06;C08L77/00;C08L71/12;C08L21/00;C08K9/04;C08K9/06;C08K3/22;C08K5/5357;C07F9/6574
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬于阻燃熱塑性樹脂及制備領域，特別涉及一種協效阻燃熱塑性樹脂及制備方法。

背景技術

氫氧化鎂阻燃劑亦屬于添加型高抑煙阻燃劑，且無毒、無腐蝕、穩定性好、高溫下不產生有毒氣體，并可與多種物質產生協同阻燃作用，且來源廣泛，被認為是最具有發展前途的。其阻燃機理主要是受熱分解，釋放出水蒸氣，而脫水生成的金屬氧化物層可吸收煙和可燃揮發物，同時可以覆蓋在材料表面，由此可知，氫氧化鎂阻燃劑用量大、對基材的性能影響大是其主要缺點，為解決這一問題，一般選取超細且表面經過改性的氫氧化鎂粉末作為阻燃劑。目前，對氫氧化鎂的改性方法主要是偶聯劑的改性、微膠囊化法、與其他阻燃劑的復配。陳旭等人[氫氧化鎂微膠囊的制備與應用，絕緣材料，2009，42(5)：14-16]公開了氫氧化鎂-EVA阻燃體系的制備方法：蜜胺樹脂作為壁材對氫氧化鎂粉末進行微膠囊包覆，將其作為阻燃劑阻燃EVA，其體系的阻燃性能得到很大提高。

DOPO是一種重要的有機磷阻燃劑中間體，也是阻燃劑研究領域較為活躍的課題。DOPO分子中含有P-H鍵，可與不飽和鍵、羰基、環氧基等進行加成反應，生成各種DOPO衍生物。使其作為添加型或反應型阻燃劑引入高分子材料中，在提高其阻燃性能的同時又保持了良好的力學性能，可以用在電子設備塑料、電路板等。

熱塑性樹脂是指加熱到一定溫度能發生熔融流動，而冷卻至一定溫度后，又能變成固態的一類樹脂。這種樹脂由于良好的加工性而得到廣泛的應用，特別是乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(簡稱EVA)和高密度聚乙烯(簡稱HDPE)。HDPE在燃燒時發煙量低，產生的氣體腐蝕性低，EVA有良好的柔韌性、光學性能、耐低溫性能，適合作低煙無鹵阻燃電纜料的基體樹脂材料，主要應用于電纜護套、密封件、醫療管具、絕緣薄膜、管材、板材、建材電氣配件和日用品等多類產品中。但這種熱塑性樹脂比較易燃，限制了其在生產生活中的應用，因此這種熱塑性樹脂的阻燃性也越來越受到人們的重視。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種協效阻燃熱塑性樹脂及制備方法，該阻燃熱塑性樹脂具有較好的阻燃性能和較高的力學性能；拉伸強度最高可達13.2MPa，斷裂伸長率137％，垂直燃燒達到V-0級；該制備簡單、成本低、操作方便，制備過程要求簡單，利于實現工業化生產。

本發明的一種無鹵含磷阻燃劑與改性氫氧化鎂協效阻燃熱塑性樹脂，該阻燃熱塑性樹脂包括以下組分：熱塑性樹脂40wt％-45wt％，改性的氫氧化鎂粉末45wt％～53wt％，無鹵含磷阻燃劑和引發劑2wt％～15wt％，其中引發劑為無鹵含磷阻燃劑的0.3wt％～1.0wt％。

所述改性的氫氧化鎂粉末是經過偶聯劑改性的，并在105℃±5℃干燥處理。

本發明所涉及的反應方程式如下：

其中，R為：

——CH₂、——O——、

中的一種或幾種。

本發明的一種無鹵含磷阻燃劑與改性氫氧化鎂協效阻燃熱塑性樹脂的制備方法，包括：

(1)將經過偶聯劑改性的氫氧化鎂粉末在105℃±5℃干燥2小時；9，10-二氫-9氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)與雙馬來酰亞胺(BMI)等摩爾制備無鹵含磷阻燃劑；

(2)經過上述無鹵含磷阻燃劑與熱塑性樹脂均勻混合后加入到密煉機中，升溫至140℃±5℃使之熔融；然后降溫至60℃±5℃，加入引發劑，再次加熱升溫至140℃±5℃，將上述改性后的氫氧化鎂粉末加入密煉機，繼續密煉15min-20min，即得到無鹵含磷阻燃劑與改性氫氧化鎂協效阻燃熱塑性樹脂；其中熱塑性樹脂40wt％-45wt％，改性的氫氧化鎂粉末45wt％～53wt％，無鹵含磷阻燃劑和引發劑2wt％～15wt％；引發劑為無鹵含磷阻燃劑的0.3wt％～1.0wt％。

所述步驟(1)中的偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯類偶聯劑中的一種或兩種的混合物。

所述的硅烷偶聯劑選自γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、環氧丙氧基三甲氧基硅烷、環氧丙氧基三乙氧基硅烷中的一種或幾種的混合物；鈦酸酯類偶聯劑選自正鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙酯、鈦酸四異辛酯中的一種或幾種的混合物。

所述步驟(1)中的9，10-二氫-9氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物的化學結構式為：

所述的雙馬來酰亞胺的化學結構式為：

其中，R為：

——CH₂、——O——、