[發明專利]一種阻燃聚烯烴復合物及其制備方法

有效

• 申請號: 201610252554.X
• 申請日: 2016-04-20
• 公開（公告）號: CN107304268B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 龐永艷;鄭文革;黃朋科;張利華;吳飛
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L23/08;C08L3/02;C08L23/06;C08L23/16;C08K5/523;C08K3/32;C08K5/053;C08K5/3492;C08K5/06;B29C48/25;B29C48/395
• 代理公司: 杭州華進聯浙知識產權代理有限公司 33250
• 代理人: 聶智

本發明提供一種阻燃聚烯烴復合物的制備方法，其包括如下步驟：(a)稱取聚烯烴70～120重量份、膨脹型阻燃劑15～100重量份；(b)將所述聚烯烴和膨脹型阻燃劑干混得到干混物，然后將該干混物加入第一擠出機內，熔融擠出得到預混合物；(c)將所述預混合物加入第二擠出機內，并在第二擠出機的螺桿的1/5～1/3處通入超臨界態的二氧化碳，熔融擠出得到阻燃聚烯烴復合物。本發明采用超臨界態的二氧化碳可促使膨脹型阻燃劑在聚烯烴中均勻分散，從而得到阻燃性能優異的阻燃聚烯烴復合物。本發明還提供一種阻燃聚烯烴復合物。

技術領域

本發明涉及應用于阻燃的高分子材料技術領域，尤其涉及一種阻燃聚烯烴復合物及其制備方法。

背景技術

聚烯烴材料具有原料豐富、價格低廉、容易加工成型、綜合性能優越等優點，被廣泛應用在農業、機械、電子、包裝、汽車、建材等領域，但其本身易燃，阻燃性能較差，因而在諸多場合應用時需要進行阻燃處理。目前，聚烯烴阻燃主要靠添加各種阻燃劑實現，傳統的含鹵阻燃劑雖然具有良好的阻燃性能，但在生產和使用過程中易產生大量煙霧和有毒氣體，產生二次污染，因此研發無鹵阻燃聚烯烴復合材料尤為重要。

以磷氮為阻燃元素的膨脹型阻燃劑是聚烯烴常用的阻燃體系之一，其主要包括：催化劑(酸源)、碳化劑(碳源)、膨脹劑(氣源)。燃燒時，膨脹型阻燃劑會在聚合物表面形成一層蓬松多孔的炭質泡沫層，這種隔離層能夠隔離氧氣，阻止傳熱，從而起到阻燃作用。

然而，現有的膨脹型阻燃劑與聚烯烴相容性差，難以在基體聚合物中均勻分散。并且為了達到良好的阻燃效果通常需要添加大量阻燃劑，嚴重影響了復合材料的力學性能，這在一定程度上限制了磷氮類膨脹型阻燃劑的使用。例如公開號CN10134830A中國專利申請公開了膨脹型阻燃劑在聚丙烯中的添加量高達50％。為了提高阻燃性能、減小阻燃劑的添加量，通常需要膨脹型阻燃劑與其它添加劑復配使用，如水滑石、蒙脫土、鈦白粉等。然而水滑石和蒙脫土等同樣與聚烯烴相容性差，難以均勻分散，因而通常需要進行表面改性處理。但是由于水滑石和蒙脫土等的改性通常需要在甲苯等有機溶劑中進行，其具有接枝率低、操作復雜的缺點，且有機溶劑在使用過程中存在易揮發、污染環境和對人體有害等問題。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種分散效果好、阻燃效率高、生產效率高，操作簡單、高效、綠色環保的阻燃聚烯烴復合物及其制備方法，以解決現有技術中的問題。

本發明提供一種阻燃聚烯烴復合物的制備方法，其包括如下步驟：

(a)稱取聚烯烴70～120重量份、膨脹型阻燃劑15～100重量份；

(b)將所述聚烯烴和膨脹型阻燃劑干混得到干混物，然后將該干混物加入第一擠出機內，熔融擠出得到預混合物；

(c)將所述預混合物加入第二擠出機內，并在第二擠出機的螺桿的1/5～1/3處通入超臨界態的二氧化碳，熔融擠出得到阻燃聚烯烴復合物。

優選的，步驟(a)中所述聚烯烴為聚乙烯、聚丙烯、乙丙橡膠、乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的至少一種。

優選的，步驟(a)中所述膨脹型阻燃劑由酸源、碳源、氣源按(2～4)：(0～1)：(0～1)的質量比混合而成，其中所述酸源為聚磷酸銨、三聚氰胺聚磷酸鹽、磷酸二氫銨、次磷酸鹽、氰尿酸、磷酸三甲苯酯、烷基磷酸酯、膦酸酯中至少一種，所述碳源為淀粉、季戊四醇、雙季戊四醇、三季戊四醇、山梨醇、酚醛樹脂、環糊精中的至少一種，所述氣源為雙氰胺、三聚氰胺、尿素、脲醛樹脂中的至少一種。

優選的，步驟(a)中所述的膨脹型阻燃劑的質量比占所述干混物的總質量的15％～45％。

優選的，步驟(c)中所述超臨界態的二氧化碳的質量占所述預混合物總質量的1％～20％。

優選的，步驟(c)中在第二擠出機的螺桿的1/4處通入超臨界態的二氧化碳。