[發明專利]利用多金屬復合催化劑制備無鹵阻燃聚烯烴材料的方法

無效

• 申請號: 201410418194.7
• 申請日: 2014-08-22
• 公開（公告）號: CN104177705A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 公維光;沈銀龍;徐元元;鄭柏存;林珩;易紅玲;魏婷
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/06;C08L23/08;C08L67/04;C08L25/06;C08K13/06;C08K9/00;C08K3/34;C08K3/22;C08K3/08;C08K3/36
• 代理公司: 上海三和萬國知識產權代理事務所(普通合伙) 31230
• 代理人: 朱小晶

【技術領域】

本發明涉及無鹵阻燃材料技術領域，具體地說，是一種利用多金屬復合催化劑制備無鹵阻燃聚烯烴材料的方法。

【背景技術】

聚烯烴是以烯烴為主的所有均聚物、共聚物和及其混合物的總稱，聚烯烴由于其相對密度小，化學性能好，電絕緣性好，耐高溫，易加工，耐腐蝕而被廣泛應用于汽車、醫藥、家電、食品包裝、建筑等領域。但是聚烯烴的氧指數(LOI)小于18％，離火后能持續燃燒，屬于易燃的高分子材料，極大地限制了聚烯烴的應用。最主要的方法是將阻燃劑與聚烯烴進行共混，制備阻燃高分子材料，來拓寬其應用領域。傳統的阻燃劑有鹵系阻燃劑、無機阻燃劑和膨脹型阻燃劑等。鹵系阻燃劑由于其燃燒時放出毒性氣體，歐盟已禁止其使用；無機阻燃劑阻燃效率極低，添加量大，對力學性能損害大；膨脹型阻燃劑無鹵，但其添加量仍然較大，需要達到25％～30％以上效果才較好，成炭性能有待提高。

Takashi?Kashiwagi等將聚丙烯與多壁碳納米管進行共混，發現加入1％～4％的碳納米管后，可以明顯降低聚烯烴復合材料的熱釋放速率，從純聚丙烯的2700kW/m²左右降低到700kW/m²左右，熱釋放速率可以下降70％左右，同時也延長了點燃時間。作者認為加入少量的碳納米管后可以促使聚丙烯在燃燒時表面形成一個網狀結構的沒有缺陷的保護膜，起到隔熱的作用，降低聚丙烯的熱傳遞速率，從而提高材料的阻燃性能。

Bettina?Dittrich等探究了碳納米管、石墨烯、炭黑等幾種炭材料對于聚丙烯阻燃性能的影響，發現均勻分散的石墨烯等提高聚丙烯的熔體強度，從而提高聚丙烯的阻燃性能，可以將PP的開始分解溫度提高30℃左右，還可降低熱釋放速率，減少熔滴。

Marco?Zanetti等研究了PP/EVA/層狀硅酸鹽體系的阻燃性能，在少量相容劑的作用下，可以形成插層的納米復合材料，加入5％的粘土后，可以降低材料的燃燒速率，質量損失速率下降了50％左右。

傳統的阻燃劑都有一定的缺陷，而碳納米管和石墨烯等價格比較昂貴，本發明利用多金屬復合催化劑促使聚烯烴在燃燒過程中形成致密的炭層，從而達到阻燃的目的，添加量少，阻燃效果好。

【發明內容】

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種利用多金屬復合催化劑制備無鹵阻燃聚烯烴材料的方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種無鹵阻燃聚烯烴材料，其原料的質量百分比為：

多金屬催化劑????1～20％，

固體酸??????????1～15％，

聚烯烴??????????余量

所述的固體酸為不同有機改性劑改性的蒙脫土、高嶺土、膨潤土、不同硅鋁比的分子篩、氧化鋁、二氧化硅、沸石、活性炭，B₂O₃·Al₂O₃，Cr₂O₃·Al₂O₃，MoO₃·Al₂O₃，ZrO₂·SiO₂，Ga₂O₃·SiO₂，BeO₂·SiO₂，MgO·SiO₂，CaO·SiO₂，Y₂O₃·SiO₂，La₂O₃·SiO₂，SnO·SiO₂中的一種或幾種混合物。最佳為氧化鋁，分子篩，活性炭。

所述的多金屬催化劑為VIII族、IB族、IIB族、VIB族、VIIB族和IA族中的至少二種金屬或金屬氧化物組成的復合催化劑。最佳為Co和Zn。

所述的多金屬催化劑為VIII族、IB族、IIB族、VIB族、VIIB族和IA族中的二種及多種金屬組成的復合催化劑，其存在形式可以是氧化物、金屬或氧化物與金屬的混合物。

所述的聚烯烴為聚乙烯、聚丙烯、聚乳酸、聚苯乙烯，乙烯的共聚物或苯乙烯的共聚物中的一種或幾種。

一種利用多金屬復合催化劑制備無鹵阻燃聚烯烴材料的方法，其具體步驟為：