[發(fā)明專利]一種雙聚合物組分阻燃復(fù)合材料及其制備方法

無效

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• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103525055A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳寶書;欒道成;金應(yīng)榮;劉治國
• 申請（專利權(quán)）人: 西華大學(xué)
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08L23/06;C08L23/12;C08K5/523;C08K5/053;C08K3/32
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種雙聚合物組分阻燃復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，在阻燃材料領(lǐng)域，常常采用高分子聚合物為基體，將阻燃劑混于高分子聚合基體內(nèi)形成高分子阻燃復(fù)合材料。而制備這種高分子阻燃復(fù)合材料的方法往往采用機械共混法、熔融擠壓法、溶液共混法、插層復(fù)合法和原位分散聚合法。

目前常見的高分子阻燃復(fù)合材料，往往存在以下缺點：一是阻燃劑的用量較大，阻燃劑的質(zhì)量百分含量往往在20%以上，甚至在30%以上，這么大的阻燃劑用量，一方面成本較高，另一方面高含量的阻燃劑會導(dǎo)致環(huán)境污染；二是阻燃性能仍然不能滿足日益提高的要求；三是力學(xué)性能也較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種阻燃劑用量較少，同時阻燃性能和力學(xué)性能較高的雙聚合物組分阻燃復(fù)合材料，以解決上述的問題。

采用的技術(shù)方案是：

一種雙聚合物組分阻燃復(fù)合材料，由阻燃劑和聚合物組成，

所述阻燃劑選自聚磷酸銨，季戊四醇，磷酸三苯酯，硼酸鋅，液晶阻燃劑中的至少兩種，所述阻燃劑的重量百分含量為9%-15％；

所述聚合物選自聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚碳酸酯、尼龍、聚氯乙烯、環(huán)氧樹脂、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-辛烯共聚物、三元乙丙橡膠中的其中兩種組分，且所述兩種組分形成兩相分離的雙連續(xù)相。

本方案在眾多阻燃劑和聚合物中，篩選出了合適的種類，所述的雙連續(xù)相，是指二種不相容的聚合物共混后形成的兩相都是連續(xù)的，幾乎沒有其中一相被另一相隔斷的情形。這樣組分和結(jié)構(gòu)的阻燃材料，阻燃劑可以主要分布在其中一種聚合物中形成阻燃相，主要起阻燃作用，而在另外一種聚合物中少量甚至沒有分布，形成非阻燃相，這樣就大大減少了阻燃劑的用量，也就降低了原料成本并減少了阻燃劑的造成的環(huán)境污染。同時，阻燃劑的分布更集中，阻燃性能比傳統(tǒng)的高分子阻燃材料更佳。另一方面，這種結(jié)構(gòu)的材料，非阻燃相由于幾乎不含阻燃劑，所以為幾乎純凈的某一種聚合物，從而可以起到明顯的力學(xué)支撐作用，抑制材料的裂紋的擴展，使得阻燃材料的力學(xué)性能明顯增強。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案：所述阻燃劑的重量百分含量為10%-12％。

經(jīng)過大量實驗研究表明，這種含量的阻燃劑，可以進一步兼顧阻燃性能和環(huán)保效果。

作為進一步優(yōu)選的技術(shù)方案：所述阻燃劑的重量百分含量為10.6%。

經(jīng)過大量實驗研究表明：10.6%的阻燃劑含量，并輔以本發(fā)明的聚合物的形態(tài)，得到的雙聚合物組分阻燃復(fù)合材料具有更好的阻燃性能。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案：所述聚合物選自聚乙烯和聚碳酸酯。

作為進一步優(yōu)選的技術(shù)方案，聚乙烯和聚碳酸酯的質(zhì)量比為5.5:4.5。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案：所述聚合物選自聚丙烯和聚碳酸酯。

作為進一步優(yōu)選的技術(shù)方案，聚丙烯和聚碳酸酯的質(zhì)量比為5.2:4.8。

經(jīng)過大量實驗研究表明：這樣的聚合物選擇，制得的雙聚合物組分阻燃復(fù)合材料具有更優(yōu)的力學(xué)性能。

作為更進一步優(yōu)選的技術(shù)方案：所述的阻燃劑為聚磷酸銨和季戊四醇，兩者的質(zhì)量比為1:2。

經(jīng)過大量實驗研究表明：合適比例的聚乙烯和聚碳酸酯，并采用聚磷酸銨和季戊四醇作為阻燃劑，并采用合適的比例，可以達到更加的阻燃性能和力學(xué)性能。而且相對于現(xiàn)有的成分復(fù)雜的阻燃復(fù)合材料，本方案所需要的原料組分簡單易得，成本更低，適用于工業(yè)應(yīng)用。

本發(fā)明的目的之二在于提供一種上述雙聚合物組分阻燃復(fù)合材料的制備方法，所采用的技術(shù)方案是：采用母料法，將阻燃劑與其中一種聚合物熔融共混或機械研磨制得母料，然后再與另外一種聚合物熔融共混，即得。

本發(fā)明篩選出了合適的阻燃劑和聚合物，并將聚合物制備成雙連續(xù)相，從而產(chǎn)生的有益效果是，阻燃劑用量明顯減少，從而降低成本減少污染，同時具有較好的阻燃性能和力學(xué)性能。具有很好的環(huán)保價值和經(jīng)濟價值。

具體實施方式

下面通過具體的實施例對本發(fā)明做進一步的詳細(xì)描述。

實施例1

一種雙聚合物組分阻燃復(fù)合材料，其組分為：聚磷酸銨8g，磷酸三苯酯10g，聚乙烯80g，聚碳酸酯102g；