[發(fā)明專利]一種阻燃聚丙烯材料的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710556643.8
• 申請日: 2017-07-10
• 公開（公告）號: CN107200925A
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳長應(yīng)
• 申請（專利權(quán)）人: 蕪湖揚展新材料科技服務(wù)有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L97/02;C08L51/06;C08K3/22
• 代理公司: 北京元本知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所11308
• 代理人: 范奇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于復合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種阻燃聚丙烯材料的制備方法。

背景技術(shù)

聚丙烯材料由于其具有質(zhì)輕、價廉、良好的加工性能、良好的力學性能等優(yōu)點，被廣泛用于汽車材料、電子電器、建筑材料和包裝材料等領(lǐng)域。但聚丙烯的氧指數(shù)僅為18％，屬于易燃材料，在使用過程中存在諸多安全隱患，一旦發(fā)生火災(zāi)，會產(chǎn)生大量熔滴，促進火勢蔓延。所以在一些特殊領(lǐng)域，需要聚丙烯具有較好的阻燃效果。

目前常用的阻燃劑為鹵系阻燃劑，由于其高效的阻燃效果，被廣泛用于阻燃聚丙烯改性材料中。但是，該類阻燃劑在燃燒時會釋放出大量的有毒有害的氣體，例如鹵化氫、二噁英等氣體，造成二次污染，嚴重危害生命安全和環(huán)境安全。

秸稈在我國廣泛存在，每年都會產(chǎn)生大量的秸稈，在改性聚合物應(yīng)用秸稈是一種變廢為寶的舉措，一方面可以給農(nóng)民增收，另一方面可以減少秸稈的焚燒對環(huán)境造成的污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種不采用鹵系阻燃劑且具有良好的阻燃性能的聚丙烯材料的制備方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

本發(fā)明的阻燃聚丙烯材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將干燥的秸稈粉碎加入質(zhì)量分數(shù)為5-6％的氫氧化鈉溶液中，在50-60℃浸泡10-15h后過濾烘干；

(2)將烘干后的秸稈置于濃度為1.0-3.0mol·L-1的鋁鹽溶液中真空浸注，然后將真空浸注后的秸稈于120-150℃下，在水熱反應(yīng)釜中恒溫5-10h，冷卻至室溫，取出水洗，真空干燥粉碎得納米秸稈；

(3)取納米秸稈置于醇溶劑中，再加入鈦酸酯偶聯(lián)劑，攪拌20-30min，過濾干燥，得偶聯(lián)劑改性的納米秸稈；

(4)稱取100-120份聚丙烯、12-22份潤滑劑，加入高混機中高混；

(5)稱取40-50份偶聯(lián)劑改性的納米秸稈，加入到高混機中高混，繼續(xù)加入4-6份相容劑、1-3份抗氧劑，高混，取出備用；

(6)將步驟(6)所得物料加入雙螺桿擠出機中，在150-180℃擠出造粒。

上述所述的阻燃聚丙烯材料的制備方法中，優(yōu)選的，步驟(1)所述秸稈為玉米秸稈或小麥秸稈。

上述所述的阻燃聚丙烯材料的制備方法中，優(yōu)選的，步驟(2)所述鋁鹽溶液為硫酸鋁溶液、硝酸鋁溶液或氯化鋁溶液。

上述所述的阻燃聚丙烯材料的制備方法中，優(yōu)選的，步驟(2)所述真空浸注處理時間為5-8h，真空度0.1MPa。

上述所述的阻燃聚丙烯材料的制備方法中，優(yōu)選的，步驟(3)所述醇溶劑為異丙醇、乙醇或甲醇。

上述所述的阻燃聚丙烯材料的制備方法中，優(yōu)選的，步驟(3)所述鈦酸酯偶聯(lián)劑的用量為納米秸稈質(zhì)量的2-5％。

上述所述的阻燃聚丙烯材料的制備方法中，優(yōu)選的，步驟(4)所述高混機的溫度為75℃-90℃、轉(zhuǎn)速為500-800r/min。

上述所述的阻燃聚丙烯材料的制備方法中，優(yōu)選的，步驟(4)所述潤滑劑選自硬脂酸鋅、乙撐雙硬脂酰胺、芥酸酰胺、聚丙烯蠟、聚乙烯蠟、油酸酰胺中的一種或幾種。

上述所述的阻燃聚丙烯材料的制備方法中，優(yōu)選的，步驟(5)所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯。

上述所述的阻燃聚丙烯材料的制備方法中，優(yōu)選的，步驟(5)所述抗氧劑為抗氧劑1010與抗氧劑168按質(zhì)量比1:1的復合。

本發(fā)明采用經(jīng)過偶聯(lián)劑改性的納米秸稈替代了有毒有害的鹵系阻燃劑，制得阻燃聚丙烯材料，其中納米改性秸稈是通過納米氫氧化鋁改性再經(jīng)過偶聯(lián)劑偶聯(lián)得到三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的秸稈結(jié)構(gòu)，由于偶聯(lián)劑處理的納米改性秸稈是以納米顆粒狀態(tài)分散在聚丙烯基體中，其在遇熱分解時會生成氧化物和水蒸氣，水蒸氣沖淡稀釋了可燃性氣體，而氧化物的生成有助于使燃燒中斷，起到了抑制燃燒的作用，生成了保護層覆蓋于聚合物本體表面(偶聯(lián)劑的使用使覆蓋更牢固)，從而隔離了火源和氧氣，因此使復合材料具有了良好的阻燃性能，根據(jù)GB/T2406標準測試氧指數(shù)均在35以上，阻燃性能好。同時本發(fā)明有效利用了農(nóng)業(yè)廢棄物秸稈，使其變廢為寶，創(chuàng)造了新的應(yīng)用價值。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例所用試劑僅為舉例說明，并不用于限制本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明其他實施例仍可選擇權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有可選試劑。如無特別說明，所述份數(shù)均為質(zhì)量份。

實施例1

(1)將干燥的小麥秸稈粉碎加入質(zhì)量分數(shù)為5％的氫氧化鈉溶液中，在55℃浸泡10h后過濾烘干；