[發明專利]一種生物基氣源其及構成的阻燃聚烯烴復合物

有效

• 申請號: 201611014774.5
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN106750893B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 李娟;王志敬
• 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;C08L23/06;C08L3/02;C08K13/06;C08K9/04;C08K3/32;C08K5/053;C08K5/3462;C08K5/09;C08K5/134;C08K7/26;C08K5/098;C08K5/526
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 杜軍

本發明公開一種生物基氣源其及構成的阻燃聚烯烴復合物。生物基氣源是經過偶聯劑表面處理的含氮堿基，其中含氮堿基包括A、G、T、C、U以及A?T，G?C，A?U。阻燃聚烯烴復合物包括聚烯烴、由酸源、炭源、上述生物基氣源混合而成的阻燃劑、協同劑、潤滑劑、抗氧劑。本發明阻燃聚烯烴類復合物具有以下特點：阻燃效果好，阻燃劑添加量小，效率高，成本低，并保持聚烯烴良好力學性能和質輕優點；制品熱穩定性好，阻燃劑和協效劑與聚烯烴加工及熱解溫度相匹配，加工過程不分解，不腐蝕設備；酸源、碳源、氣源協同作用，在燃燒后形成致密膨脹炭層保護下層基體，顯著提高復合物阻燃性能，能通過UL94V?0級別，并且抗熔滴。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種生物基氣源其及構成的阻燃聚烯烴復合物。

背景技術

聚烯烴因其綜合性能優異及性價比高等優點，已成為產量最大、用途最廣的通用合成樹脂。然而由于本身結構的原因，聚烯烴往往非常易燃，因而在使用過程中存在安全隱患。自從聚烯烴問世以來，這個問題一直困擾著用戶。為了提高聚烯烴使用的安全性，必須對其進行阻燃改性。

添加阻燃劑到聚烯烴中是一種比較容易實現工業化的方法，也是當前市場上的主流方法。當前使用的阻燃劑包括鹵系阻燃劑、無機阻燃劑及膨脹型阻燃劑等。但是每種阻燃劑都有其缺點，比如鹵系阻燃劑燃燒時易放出有毒氣體，造成二次傷害；無機阻燃劑添加量大造成比重增大，性能劣化；膨脹型阻燃劑效率不高等。隨著科技的發展，當今世界對阻燃劑本身的毒性及阻燃材料的性能要求越來越多，因此，開發高效環保型阻燃劑及阻燃材料已成為阻燃劑發展的主要方向。

總體上來看，膨脹型阻燃劑具有無鹵、低煙、無腐蝕性氣體產生等優點，是目前環保型阻燃劑的關注熱點。膨脹型阻燃劑通常以磷氮為主要阻燃元素，主要包括三種組分：酸源、碳源和氣源。其作用效果主要取決于燃燒時在材料表面生成一層蓬松多孔結構的炭質泡沫層，從而隔熱、隔氧，使聚合物自熄。在膨脹型阻燃劑中最為成熟的工業產品是作為酸源的聚磷酸銨，當前聚磷酸銨的生產廠家包括Clariant公司的Exolit AP系列，清遠普塞呋磷化學有限公司的EPFR系列，杭州捷爾思阻燃化工有限公司JLS-APP系列，濟南泰星精細化工有限公司的HT-208等，產品質量也比較穩定；碳源的研究也非常多，其中以三嗪系的碳源性能最為優越，黑龍江省潤特科技有限公司已經有相關產品問世。然而對氣源的研究相對較少，目前廣為使用的僅有雙氰胺、三聚氰胺等幾種，而且由于耐熱性的原因其使用范圍也比較局限。總之盡管膨脹型阻燃劑研究報道非常多，但是其阻燃效率仍然不高，綜合性能也還存在很多不足，有很大的進步空間。

綜合考慮阻燃性能、力學性能、環保等各方面因素，發展膨脹型阻燃劑是解決聚烯烴材料阻燃問題的突破口，但膨脹型阻燃劑阻燃效率低、添加量大導致的力學性能弱化、成本攀升等問題亟待解決。而且，一個好的膨脹型阻燃劑體系不僅要求有適用的酸源、碳源或氣源，而且也要求其間有良好的匹配性。這方面目前還未得到優異的解決方案。另外隨著石化資源的匱乏，利用生物資源也是阻燃劑開發的一個重要方向。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種生物基氣源其及構成的阻燃聚烯烴復合物，其目的是在保持聚烯烴良好的阻燃性能的前提下，提高阻燃效率，降低其阻燃劑的添加量，降低成本，并保持聚烯烴良好的機械性能。

生物基氣源指的是經過偶聯劑表面處理的含氮堿基，包括腺嘌呤(A)、鳥嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)以及它們的組合A-T，G-C，A-U；具體處理方法為：將含氮堿基浸漬于偶聯劑溶液中進行處理2～5h,得到表面功能化的含氮堿基，其中偶聯劑的用量為處理堿基重量的0.5～3％；

所述的偶聯劑為鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙酯、氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、2-氨乙基-氨丙基三甲氧基硅烷、二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一種或多種；

所述的偶聯劑溶液為下列中的一種：乙醇溶液、甲醇溶液、異丙醇溶液。