[發明專利]一種聚丙烯無鹵納米蒙脫土阻燃復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410779688.8
• 申請日: 2014-12-16
• 公開（公告）號: CN105778268A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發明（設計）人: 韓冬梅;何彬;王志華
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L51/06;C08K13/06;C08K9/04;C08K3/34;C08K3/22;C08K3/38;C08K5/134
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技術領域

本發明涉及一種新型聚丙烯無鹵納米蒙脫土阻燃復合材料及其制備方法，不依賴傳統的鹵/銻阻燃體系，屬與無鹵阻燃復合高分子材料技術領域。

背景技術

聚丙烯(Polypropylene，縮寫代號PP)是五大通用塑料之一，具有來源廣、密度低、力學性能好、絕緣性能優、耐應力、耐腐蝕及易加工成型等優點，廣泛應用于包裝、紡織品、建材、汽車、電子幾日用品等行業。塑料在轎車中的用量達100kg，占整車用量的10%左右，其中聚丙烯約占塑料的用量70%以上。由于聚丙烯屬于碳氫類材料，其氧指數僅在17.4%~18.5%，易燃且燃燒速度快，燃燒時伴隨大量的融滴，故PP應用于室內建材、汽車內外飾材料、電子電器材料等領域時，需要進行阻燃改性。目前市場上的阻燃聚丙烯復合材料仍大量采用鹵/銻阻燃體系，此類材料燃燒時會產生大量有毒煙霧，不僅造成儀器設備的腐蝕，還會阻礙救援人員及受災人員的轉移。因此，目前阻燃劑開發的重點是抑煙、抑毒，研制新型環境友好的阻燃劑。人們研究出一種如CN102367308公開的聚丙烯阻燃復合材料的制備方法，雖然使用了一定成分的無機阻燃劑，但是仍依賴鹵/銻阻燃體系，然受時仍有一定的污染問題。

蒙脫土主要成分蒙脫石，由兩層Si-O四面體和一層Al-O八面體組成的層狀硅酸鹽晶體。具有很大的寬厚比（10~100），經改性之后片層剝離，既能促進成炭，起到良好的阻燃效果和抗滴落效果，又能增強抑煙效果。其阻燃高分子材料的機制包括成炭性及炭層結構機制、化學反應成炭機制、遷移富集機制及改性級季銨鹽影響機制。

發明內容

本發明的目的是解決現有聚丙烯材料采用鹵/銻阻燃體系，產生有毒煙霧，造成儀器設備的腐蝕，危害身體以及環境的問題。提供一種新型環保無鹵阻燃聚丙烯復合材料的制備方法，此類材料不僅阻燃效果優良，相比CN102367308公布的結果，有著更優良的力學性能。

本發明為解決上述技術問題而采用的技術方案如下，一種新型聚丙烯無鹵納米蒙脫土阻燃復合材料，其特征包括如下重量分數的各組分：

聚丙烯樹脂35~45份；

納米蒙脫土2.5~3.5份；

阻燃級別Mg(OH)₂28~36份；

阻燃級別Al(OH)₃14~18份；

阻燃協效劑3.3~4份；

相容劑5份；

抗氧劑0.2~0.5份。

在優選的實施方式中，所述聚丙烯樹脂的特性粘度為10，熔點為175℃。

在優選的實施方式中，所述納米蒙脫土為蒙脫土經有機改性自制而得。

在優選的實施方式中，所述阻燃級別Mg(OH)₂為添加硬脂酸經高混機高速混合表面處理制得。

在優選的實施方式中，所述阻燃級別Al(OH)₃為添加硬脂酸經高混機高速混合表面處理制得。

在優選的實施方式中，所述阻燃協效劑為硼酸鋅。

在優選的實施方式中，所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯。

在優選的實施方式中，所述抗氧劑市售抗氧劑1010。

一種無機阻燃聚丙烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：

a)Mg(OH)₂改性：在氫氧化鎂中添加2%質量分數的硬脂酸，投入高混機，高速混合3~5分鐘；

b)Al(OH)₃改性：在氫氧化鋁中添加2%質量分數的硬脂酸，投入高混機，高速混合3~5分鐘；

c)將改性后的氫氧化鎂和氫氧化鋁按2:1的重量比混合，投入高混機高速混合3~5分鐘；

d)制備新型聚丙烯無鹵納米蒙脫土阻燃復合材料：將重量份為35~45份的聚丙烯樹脂、重量份為2.5~3.5份的納米蒙脫土、重量份為28~36份的阻燃級別Mg(OH)₂、重量份為14~18份的阻燃級別Al(OH)₃、重量份為3.3~4份的阻燃協效劑、重量份為5份的相容劑、重量份為0.2~0.5份的抗氧劑經過高混機充分混合后，經螺桿擠出機擠出造粒得到所述無機阻燃聚丙烯復合材料，其中，螺桿擠出機的溫度范圍為175℃~200℃。

在優選的實施方式中，所述阻燃復合材料的阻燃級別為UL94V-0級。

由于在發明采用的技術方案中，使用的阻燃劑采用了新型復配的無機阻燃劑，因此，與背景技術相比，具有如下優點：