[發明專利]層狀雙金屬氫氧化物與膨脹阻燃劑復配阻燃聚丙烯復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310593819.9
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103613845A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 郭正虹;杜寶憲;方征平
• 申請（專利權）人: 浙江大學寧波理工學院
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08K7/00;C08K3/22;C08K5/3492;B29C47/92
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙) 33228
• 代理人: 代忠炯

技術領域

本發明涉及有機合成、高分子復合材料的共混、材料阻燃性能測試技術領域，具體涉及一種層狀雙金屬氫氧化物與膨脹阻燃劑復配阻燃聚丙烯復合材料及其制備方法。

技術背景

層狀雙金屬氫氧化物（LDHs）是一種具有二維層狀結構的納米材料。層狀雙金屬氫氧化物的化學通式可表示為：[M²⁺_1-XM³⁺_X(OH)₂]^X+A^n-_X/n·mH₂O。其中，M²⁺為二價金屬離子，如Mg²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺等；M³⁺為三價金屬離子，如Al³⁺、Fe³⁺等。A^n-為層間陰離子，主要包括無機陰離子（如Cl^-、NO^3-、CO₃^2-等）、有機陰離子（如苯二甲酸根、十二烷基磺酸根等）等。

由于層狀雙金屬氫氧化物本身在組成元素及構成方面的可變性，其種類呈現多樣性，而二價、三價金屬離子的類別與層間陰離子種類以及有機分子鏈程度均對層狀雙金屬氫氧化物及其復合材料的性質起到決定性的影響。

基于層狀雙金屬氫氧化物的獨特性質，其在阻燃、催化、醫藥及光電化學等方面獲得了廣泛的研究和應用。考慮到由于層狀雙金屬氫氧化物一方面受熱分解時吸收大量熱，并且在分解過程中釋放水和二氧化碳，從而對聚合物降解產物中的可燃性氣體起到稀釋、阻隔作用；另一方面，層狀雙金屬氫氧化物的分解產物一般為具有較大比表面積的堿性多孔物質，對有害氣體特別是酸性氣體具有一定吸附能力，因而層狀雙金屬氫氧化物在阻燃抑煙方面表現出很大的應用潛力，可作為阻燃劑或者阻燃協效劑應用于高分子材料阻燃領域。

但是，采用層狀雙金屬氫氧化物與膨脹阻燃劑復配制備熱穩定性高、阻燃效果好、發煙量低的阻燃聚丙烯復合材料，目前還沒有相關技術的報道。

發明內容

本發明提供一種熱穩定性高、阻燃效果好、發煙量低的層狀雙金屬氫氧化物與膨脹阻燃劑復配阻燃聚丙烯復合材料。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種層狀雙金屬氫氧化物與膨脹阻燃劑復配阻燃聚丙烯復合材料，該材料由下列重量百分比的各組分組成：聚丙烯60%-73%，膨脹阻燃劑23%-33%，層狀雙金屬氫氧化物1%-2%，增容劑3%-7%。

本發明上述的聚丙烯為均聚聚丙烯，簡稱PPH，是單一丙烯單體的均聚聚合物。

本發明上述的氮磷系阻燃劑為三聚氰胺多聚磷酸鹽阻燃劑，分子式為(C₃H₇N₆)_n(H₂PO₄)_m，是一種含磷、氮組分的環保型無鹵阻燃劑，氮含量大于40%，磷含量大于12%，粒徑25-50μm。

本發明上述的層狀雙金屬氫氧化物為采用共沉淀法制備的十八烷基磺酸柱撐層狀雙金屬氫氧化物，其制備方法如下：先將0.08mol的Ni(NO₃)₂·6H₂O、0.04mol的Al(NO₃)₃·9H₂O和0.06mol的十八烷基磺酸鈉（正十八烷基磺酸鈉鹽）溶于200ml去離子水中配成溶液A；另取0.31molNaOH溶于80ml去離子水配成溶液B；然后在氮氣保護和攪拌條件下，將溶液B緩慢滴于溶液A中，保持體系pH值在9.0-10（9.5左右），并在75℃下陳化（靜置）12小時，所得淡藍色漿液經去離子水反復洗滌過濾后得到固體物質，固體物質在80℃下干燥即得十八烷基磺酸柱撐層狀雙金屬氫氧化物。

本發明上述的增容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯共聚物，是馬來酸酐接枝改性的共聚聚丙烯，簡稱為PP-g-MAH，接枝率0.8-1.0%，是一種高分子的界面偶聯劑、粘合劑和相容劑。