[發明專利]一種改性阻燃聚丙烯復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410269728.4
• 申請日: 2014-06-17
• 公開（公告）號: CN104086854A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 楊桂生;方永煒
• 申請（專利權）人: 合肥杰事杰新材料股份有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08K9/04;C08K3/34;B29C47/92
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 汪貴艷

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技術領域

本發明涉及高分子材料阻燃技術領域，尤其涉及一種由納米蒙脫土/膨脹型阻燃劑協同改性阻燃聚丙烯復合材料及其制備方法。

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背景技術

聚丙烯(?PP)具有良好的加工性能，在材料加工領域有廣泛的應用，但PP易燃燒，且發熱量大，產生大量的熔滴，火焰傳播速度快，不易熄滅。所以在對防火性能有一定要求的領域使用時，必須對PP進行阻燃處理。目前PP的阻燃方法可歸納為混合高效阻燃性樹脂、結構阻燃化、添加無機填充劑等。添加阻燃劑和某些阻燃材料是目前對PP?的主要阻燃方法。向PP?塑料中添加單一阻燃劑往往不能獲得理想的阻燃性能和綜合效果,?所以添加復合阻燃體系是彌補上述不足的很好選擇,?在PP?阻燃中占有重要的地位。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種納米蒙脫土/膨脹型阻燃劑協同阻燃聚丙烯復合材料的制備方法，該復合材料的制備方法簡單易行，且使得制得的復合材料具有良好的力學性能。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現，一種改性阻燃聚丙烯復合材料，由下列組分其重量份制備而成：

聚丙烯（PP）??????????????????????????60-90份

膨脹型阻燃劑（IFR)????????????????????10-30份

有機蒙脫土（OMMT）????????????????????1-10份

十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）??????????0.2-5份。

所述的聚丙烯的在230℃、2.16kg條件下熔指為10-50g/10min。

所述的膨脹型阻燃劑（IFR）的PH值為4.5-5.5。

所述的有機蒙脫土（OMMT）為鈉基蒙脫土，其PH值為5.5-6.5、粒徑為400目以上且蒙脫石的含量≥90%（wt%）。

所述的十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）的PH值為5.5-6.5，其中游離胺含量≤0.3%（wt）。

制備上述改性阻燃聚丙烯復合材料的方法，包括以下步驟：

（1）按配比將十六烷基三甲基溴化銨滴加到有機蒙脫土的懸浮液中,攪拌升溫到60-100℃下進行聚合插層反應22-26h；然后過濾、洗滌，再于40-80?℃下真空干燥至恒重；最后進行研磨、過篩，即得改性納米蒙脫土；

（2）將聚丙烯在80-120℃下干燥烘干2-10小時；

（3）將干燥的聚丙烯與改性納米蒙脫土及膨脹型阻燃劑一起加入高速混合機中攪拌10～12分鐘，形成混合物料；將混合好的混合物料投入到雙螺桿擠出機的料斗中，經熔融反應，擠出造粒、水冷、切粒及干燥得改性阻燃聚丙烯復合材料。

進一步，所述的雙螺桿擠出機包含六個區，其中各區溫度及螺桿轉速分別為：一區溫度70～120℃，二區溫度160～220℃，三區溫度170～230℃，四區溫度180～230℃，五區溫度180～230℃，六區溫度180～230℃，機頭溫度150～220℃；螺桿轉速120～400r/min。

本專利創新的應用十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）來改性有機蒙脫土（OMMT），并通過OMMT與膨脹型阻燃劑（IFR)協同阻燃的作用來制備高力學性能和高阻燃性能的PP復合材料。

CTAB分子借助陽離子交換作用進入到蒙脫土層間，起到了有機插層改性的作用；同時有機物的進入還可以增強蒙脫土與有機相的相容性，使蒙脫土由親水性變為親油性，從而改善了它在有機物基體中的分散性，有利于與基體進一步進行復合插層。

改性納米蒙脫土與IFR具有協同阻燃作用，增強了PP/IFR體系的阻燃性能，解決了體系燃燒時的熔滴和濃煙現象。這是由于阻燃PP的燃燒殘余物可以在表面形成致密的碳層，加入改性納米蒙脫土后可以使燃燒后的碳層表面形成類似網絡的褶皺狀微觀形貌，這種褶皺形貌的碳層能有效地阻隔基體材料與燃燒區間的熱質傳遞，從而使得制備的PP復合材料的阻燃性能得到明顯的改善。同時改性納米蒙脫土的加入還可以提高PP復合材料的力學性能。

本發明的制備方法簡單易行，且使得制備的復合材料同時兼具優異的阻燃性能和力學性能，可用于對防火性能有一定要求的領域。

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具體實施方式

下面結合具體的實施例對本發明做一詳細的闡述。