[發(fā)明專利]鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯及制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210355306.X
• 申請(qǐng)日: 2012-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN102850653A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王新龍;呂欣冉;金小荀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C08L23/12
• 分類號(hào): C08L23/12;C08K5/56;C08K5/3492;C07F7/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及聚丙烯材料的阻燃技術(shù)領(lǐng)域，具體講是鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯及制備方法。

背景技術(shù)

聚丙烯（PP）是一種性能優(yōu)良的熱塑性塑料，在汽車、家用電器、電子、包裝及建材家具等方面具有廣泛的應(yīng)用，其發(fā)展速度一直居各種通用塑料之首。然而聚丙烯極易燃燒，并伴有發(fā)煙、熔滴現(xiàn)象，易引起大面積火災(zāi)，對(duì)生命安全與財(cái)產(chǎn)造成巨大威脅。隨著聚丙烯應(yīng)用領(lǐng)域的不斷開拓和應(yīng)用數(shù)量的不斷增加，由此帶來的火災(zāi)危險(xiǎn)性也越來越大，因此賦予聚丙烯材料阻燃性能是十分重要和必要的，特別是在汽車、電子電氣及紡織品行業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域中，對(duì)聚丙烯阻燃性能的要求越來越高。

協(xié)同阻燃是指使用兩種或者兩種以上阻燃劑共同作用，效果要比單一組分阻燃劑時(shí)的效果好。聚丙烯燃燒時(shí)熔滴的出現(xiàn)會(huì)引燃其他物品，產(chǎn)生二次燃燒，加速火勢(shì)蔓延，對(duì)安全疏散及滅火都有影響。田春明等研究了氧化鋅、氧化錳及稀土金屬氧化物在膨脹阻燃聚丙烯體系中的協(xié)同作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，添加1%的ZnO、MnO₂、TiO₂、ZrO₂、CdO可以使APP/PER阻燃PP材料的氧指數(shù)分別提高5%、3.5%、3.5%、2.5%、3.0%（田春明,?謝吉星.?山西大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，26（3）：231-234）。Yantao?Li將La₂O₃作為協(xié)效劑，用于聚磷酸銨阻燃聚丙烯中，發(fā)現(xiàn)在總加入量20%條件下，少量La₂O₃就提高了體系的氧指數(shù)，達(dá)到UL-94?V0（Yantao?Li,?Bin?Li,?Jinfeng?Dai,?He?Jia,?Suliang?Gao.?Polym?Degrad?and?Stab,?2008,?93:?9-16）。錢立軍等報(bào)道聚磷酸銨和三聚氰胺氰尿酸鹽共用阻燃增強(qiáng)聚丙烯時(shí)，也具有協(xié)同作用（錢立軍，韓鑫磊，葉志殷，葉龍健.?中國塑料,?2010,?25:81-84）。

協(xié)同阻燃體系的使用可以減少阻燃劑的加入量，提高阻燃效率，減少阻燃劑的加入對(duì)材料力學(xué)性能等的影響，降低材料成本，因此，協(xié)同阻燃體系的開發(fā)與研究一直是高分子阻燃材料研究的熱點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯，旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，不僅能夠滿足材料所需的阻燃性能，而且具有很好的抗熔滴效果，體系無鹵、無磷，無毒性，對(duì)人體和環(huán)境的危害及污染程度低。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯的制備方法。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)解決方案為：一種鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯，由聚丙烯粒料、無鹵無磷阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽和鋯雙核配合物阻燃協(xié)效劑混合組成，三者的質(zhì)量比為（60~80）:（19.5~35）:（0.5~5）。

所述的鋯雙核配合物為納米級(jí)，大小為50nm~100?nm，鋯雙核配合物的配體為甲基丙烯酸，其結(jié)構(gòu)如下：

一種制備上述的鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯，按質(zhì)量百分比為60~80:19.5~35:0.5~5將聚丙烯、無鹵無磷阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽和鋯雙核配合物阻燃協(xié)效劑混合并擠出造粒得到鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯。

本發(fā)明的鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有明顯的進(jìn)步：（1）聚丙烯阻燃過程中阻燃劑添加量的增加可以提高體系的氧指數(shù)，但添加量超過一定程度后，不僅體系的阻燃性能提高趨于緩慢，而且添加量過大有可能導(dǎo)致體系力學(xué)性能和加工性能的大幅下降。本發(fā)明在體系中添加少量的鋯雙核配合物，在提高體系的阻燃性能同時(shí)，還具有明顯的抗熔滴性能，減少阻燃劑加入總量。（2）使用無鹵無磷阻燃劑，毒性低，不產(chǎn)生有害的燃燒產(chǎn)物，發(fā)煙量低。（3）阻燃協(xié)效劑為納米級(jí)鋯雙核配合物，配合物的配體為有機(jī)配體甲基丙烯酸，因此與聚合物基體有很好的相容性，有利于阻燃協(xié)效劑鋯雙核配合物的分散，提高協(xié)同效率。（4）鋯雙核配合物在燃燒過程中可以與阻燃劑反應(yīng)形成M-N或M-O等結(jié)構(gòu)，有利于形成具有致密、穩(wěn)定性好的炭層，起到抗熔滴效果。（5）配方、工藝簡單。

附圖說明

圖1本發(fā)明中鋯雙核配合物的紅外光譜圖。

圖2本發(fā)明比較例和實(shí)施例1的燃燒熔滴現(xiàn)象圖。

具體實(shí)施方式