[發(fā)明專利]聚丙烯用有機(jī)硅阻燃劑及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710735537.6
• 申請日: 2015-07-06
• 公開（公告）號: CN107474387A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 不公告發(fā)明人
• 申請（專利權(quán)）人: 劉雷
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L83/04;C08K13/04;C08K7/24;C08K7/26;C08K3/38;C08K3/36
• 代理公司: 合肥市科融知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)34126
• 代理人: 劉備

本申請為申請?zhí)?015103925530、申請日2015年07月06日、發(fā)明名稱“聚丙烯用有機(jī)硅阻燃劑及其制備方法”的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)硅橡膠廢料的回收利用領(lǐng)域，具體是一種聚丙烯用有機(jī)硅阻燃劑及其制備方法。

背景技術(shù)

有機(jī)硅橡膠由于具有突出的耐高溫性能、抗氧化性、耐老化性、耐候性和低溫屈撓性，其應(yīng)用范圍越來越廣泛。但是，其原料價格昂貴，且在加工成型和應(yīng)用中總有廢料出現(xiàn)。這些廢料由于經(jīng)過高溫硫化，分子鏈相互交聯(lián)，因此不能自然降解；如果不妥善處理，會嚴(yán)重污染環(huán)境。目前，如何回收廢料并將其再度合理利用，以實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展吸引著人們的目光。

目前高分子材料高聚物已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)及日常生活中。大多數(shù)高分子材料高聚物都是易燃的，在可燃固體火災(zāi)中占有主導(dǎo)地位。因此阻燃型的高分子材料高聚物成為材料領(lǐng)域的一個重點(diǎn)研究方向，添加型阻燃劑是目前使用最為廣泛的。目前，添加型阻燃劑的年使用量超過100萬噸。其中：(1)無機(jī)阻燃劑如氫氧化鎂和氫氧化鋁雖然同時具有阻燃和抑煙作用且燃燒時不產(chǎn)生有毒氣體和腐蝕性氣體，但因所需的添加量較大而嚴(yán)重影響被阻燃材料的物理、機(jī)械性能及加工性能。(2)有機(jī)鹵系阻燃劑雖然具有高阻燃效率和高性價比等特點(diǎn)，但因其起阻燃作用的HX是有毒的腐蝕性氣體，對環(huán)境和人體有害，因此其應(yīng)用領(lǐng)域已受到限制，己逐漸被淘汰。(3)無鹵阻燃劑(IFR)具有低煙、無毒等優(yōu)點(diǎn)，IFR以磷、氮、碳為主要核心成份，在受熱時會產(chǎn)生協(xié)同阻燃效應(yīng)；復(fù)配的IFR通常以聚磷酸銨(APP)為酸源，以三聚氰胺(MEL)為發(fā)泡劑，以季戊四醇(PER)為成炭劑，受高熱時可生成均勻致密的炭質(zhì)泡沫層，可隔熱、隔氧、抑煙、防熔滴，具有很好的阻燃性能；但該類阻燃劑多為親水性的，與高聚物基材相容性差，且所需的添加量較大，影響了阻燃高分子材料高聚物的物理性能，因此也不能滿足高分子材料的需求。(4)有機(jī)硅阻燃劑是近年來發(fā)展的一種新型高效、低毒、防熔滴、環(huán)境友好的無鹵阻燃劑，也是一種成炭型抑煙劑。有機(jī)硅阻燃劑在賦予基材優(yōu)異的阻燃性能之外，還能改善基材的加工性能、耐熱性能等；但因價格較貴，應(yīng)用也受到一定限制。

據(jù)英國《聚合物降解與穩(wěn)定》(Polymer DegradationandStability,90:523-534,2005)介紹，加入占體系總質(zhì)量40％的由三聚氰胺硫酸銨和季戊四醇組成的膨脹阻燃劑所制得的阻燃聚丙烯才能達(dá)到UL-94V0級別，但因添加膨脹阻燃劑的總量較大而會導(dǎo)致材料的力學(xué)性能如拉伸強(qiáng)度和斷裂強(qiáng)度下降。

據(jù)美國《聚合物科學(xué)雜志》(Journal of Polymer Science,part A:Ploymer chemistry42:6163-6173,2004)介紹，將有機(jī)蒙脫土與膨脹型阻燃劑協(xié)效阻燃聚丙烯時，當(dāng)有機(jī)蒙脫土質(zhì)量占體系總質(zhì)量百分含量比為4％時，可以明顯降低阻燃聚丙烯的熱釋放速率；但隨著有機(jī)蒙脫土含量的增加(超過4％后)因團(tuán)聚加劇，其阻燃效果反而下降。

另外，現(xiàn)有采用熔融共混法制得含有氮磷類膨脹阻燃劑或者含有氮磷類膨脹阻燃劑和阻燃增效劑的阻燃聚合物雖然具有低煙無毒和耐溶滴等特性，但阻燃效果仍不夠理想，耐溶滴性還有待提高，也因所需添加的阻燃劑量較大而會使材料的力學(xué)性能如拉伸強(qiáng)度、斷裂強(qiáng)度下降，且生產(chǎn)成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種廉價、環(huán)保、阻燃效果好且不影響高分子材料高聚物力學(xué)性能的聚丙烯用有機(jī)硅阻燃劑及其制備方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種聚丙烯用有機(jī)硅阻燃劑，按照重量份的原料為：有機(jī)硅橡膠廢料20-40份、三聚氰胺10-20份、硅烷偶聯(lián)劑1-5份、強(qiáng)堿5-15份、醇80-120份、水30-50份、阻燃增效組合物1-10份；所述阻燃增效組合物按照重量份的組分為：碳納米管4-6份、納米介孔分子篩4-6份、聚醚改性硅油4-6份、納米硼化硅1-3份、納米硅粉1-3份。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述聚丙烯用有機(jī)硅阻燃劑，按照重量份的原料為：有機(jī)硅橡膠廢料25-35份、三聚氰胺14-16份、硅烷偶聯(lián)劑2-4份、強(qiáng)堿8-12份、醇90-110份、水35-45份、阻燃增效組合物4-6份。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述阻燃增效組合物按照重量份的組分為：碳納米管5份、納米介孔分子篩5份、聚醚改性硅油5份、納米硼化硅2份、納米硅粉2份。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述硅烷偶聯(lián)劑是KH550硅烷偶聯(lián)劑、KH560硅烷偶聯(lián)劑和KH570硅烷偶聯(lián)劑中的任意一種或多種。