[發(fā)明專利]納米水鋁英石協(xié)效膨脹型阻燃劑的阻燃聚丙烯及制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410447179.5
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN104262777A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陶杰;李東艷;蘇新清;包祖國
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08K13/06;C08K9/02;C08K3/32;C08K3/36;C08K5/3492;C08K5/053;C08K5/134;B29C47/92;B29B9/06
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種阻燃聚丙烯及制備方法，具體講是一種納米水鋁英石協(xié)效膨脹型阻燃劑的阻燃聚丙烯及制備方法，屬于高分子材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聚丙烯(PP)是四大類通用塑料之一，原料來源豐富，價格便宜，易于加工成型，產(chǎn)品綜合性能優(yōu)良，因此，PP被廣泛應(yīng)用于電器、家具、汽車和建筑等諸多領(lǐng)域，已經(jīng)成為通用樹脂中發(fā)展最快的品種。然而，PP極易著火燃燒，存在潛在的安全隱患。隨著火災(zāi)安全日益受到重視和相關(guān)法規(guī)的不斷健全，人們對PP阻燃性能的要求也越來越高。

針對以上問題，人們開始對聚丙烯進行各種阻燃改性，目前最常見簡單的方法是在其中添加阻燃劑，如添加鹵素類阻燃劑或大量的無機金屬氫氧化物等。但傳統(tǒng)的鹵素類阻燃劑，在燃燒過程中會釋放大量煙霧和有毒、帶腐蝕性的氣體，對環(huán)境破壞較大，已被逐漸摒棄；而氫氧化鎂、氫氧化鋁等無機阻燃劑，添加量需要達到組分的50％左右才能起到有效的阻燃效果，這又要帶來許多生產(chǎn)加工上的困難，并導(dǎo)致最終聚丙烯材料的強度大大降低，影響材料的使用性能。

膨脹阻燃技術(shù)是于20世紀90年代中期發(fā)展起來的新型無鹵阻燃技術(shù)。在膨脹阻燃劑阻燃塑料時，塑料表面會形成膨脹炭層，起到隔熱、隔氧、抑煙和防止熔滴的作用，并且低煙、低毒、無腐蝕性氣體產(chǎn)生。因此，膨脹阻燃技術(shù)已成為當前阻燃領(lǐng)域最活躍的研究內(nèi)容之一，具有十分廣闊的發(fā)展前景。但是，膨脹型阻燃劑與傳統(tǒng)鹵系阻燃劑相比，其阻燃劑效率相對較低且在聚丙烯制備過程添加量一般都要達到30％左右，極大地影響材料的力學性能。同時，其還存在耐濕性差、易遷出等問題。因此，制備一種高效、無鹵、低煙，同時具有優(yōu)異的抗遷出及力學性能的阻燃劑將對綠色無鹵阻燃劑技術(shù)的應(yīng)用與推廣起到極大的促進作用，添加協(xié)效劑是實現(xiàn)上述目的的主要辦法之一。納米水鋁英石是由氧化硅、氧化鋁和水組成的鋁硅酸鹽粘土，其結(jié)構(gòu)式為1-2SiO₂·Al₂O₃·5-6H₂O。目前納米水鋁英石主要用于生產(chǎn)耐火粘土及多孔陶瓷等方面，而將其作為協(xié)效劑用在阻燃方面還未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種阻燃效率高、力學性能好的納米水鋁英石協(xié)效膨脹型阻燃劑的阻燃聚丙烯及制備方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的納米水鋁英石協(xié)效膨脹型阻燃劑的阻燃聚丙烯，由以下質(zhì)量百分比的組分組成：

聚丙烯??70-75％

膨脹型阻燃劑??20-25％

納米水鋁英石??1-5％

抗氧劑??0.1-0.5％

加工助劑??1-5％。

作為改進，所述的膨脹型阻燃劑為質(zhì)量比3:1的聚磷酸銨與季戊四醇的復(fù)配物或者質(zhì)量比為3:1-1:2的聚磷酸銨與三嗪類成炭劑的復(fù)配物。

作為改進，所述聚磷酸銨為高聚合度結(jié)晶Ⅱ型聚磷酸銨，其結(jié)構(gòu)為：

其中n≥1000；

所述三嗪類成炭劑的結(jié)構(gòu)為：

其中20≥n≥10。

作為改進，所述的抗氧劑選為抗氧劑1010、抗氧劑1076或抗氧劑264。

作為改進，所述的加工助劑為硅氧烷聚合物、硬脂酸、含氟聚合物、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、液體石蠟、聚乙烯蠟中的一種或任意幾種混合。

本發(fā)明還提供了上述納米水鋁英石協(xié)效膨脹型阻燃劑阻燃聚丙烯的制備方法，包括以下步驟：

1)、制備納米水鋁英石；

2)、按配方比例稱取相應(yīng)的聚丙烯、膨脹型阻燃劑、納米水鋁英石、抗氧劑和加工助劑；

3)、將稱取的所有原料在攪拌機中混合均勻；

4)、將混合后的原料投入擠出機中，經(jīng)熔融后擠出，造粒得到阻燃聚丙烯。

作為改進，所述步驟1)中納米水鋁英石的制備過程為：

11)、分別配制0.1mol/L的原硅酸鈉溶液和0.1mol/L氯化鋁溶液，將等體積的兩種溶液迅速混合并快速攪拌反應(yīng)0.5-2h；

12)、將步驟11)反應(yīng)后的物質(zhì)離心除去氯化鈉雜質(zhì)得到納米水鋁英石前驅(qū)體，將此納米水鋁英石前驅(qū)體在100℃下水熱反應(yīng)36-60h；

13)、將步驟12)得到的物質(zhì)用蒸餾水清洗后在冷凍干燥箱內(nèi)干燥12-30h，得到納米水鋁英石。