專利名稱：：一種聚烯烴用無鹵耐水性膨脹型磷氮阻燃劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種聚烯烴材料配合中使用的一種阻燃劑及其制備方法，它是一種符合環(huán)保要求的無鹵耐水性膨脹型磷氮阻燃劑。
背景技術(shù)：
：出于環(huán)?？紤]，當(dāng)前聚合物配合中的阻燃技術(shù)都趨向于使用無鹵的阻燃劑，傳統(tǒng)的以聚磷酸銨(APP)為基礎(chǔ)的無鹵膨脹型阻燃劑對聚丙烯有很好的阻燃作用，它在受熱燃燒時具有少煙、低毒、無有害氣體析出等許多優(yōu)點。但其缺點是，極性強(qiáng)，與聚丙烯的相容性差，并且易吸潮，影響聚丙烯的耐候性、使用性能和加工性能。因此，如何改善無鹵膨脹型阻燃劑的性能，是很多人的研究課題。歐洲專利EP627,462公開了用一種蜜胺涂覆聚磷酸銨的阻燃劑及方法。ZL200310122097.5介紹了用環(huán)氧樹脂包覆聚磷酸銨，雖然改善了一定的耐水性，但在高蒸汽壓下其阻燃性下降仍很大，效果也不好。W09208,758用硅氧垸改性聚磷酸銨，W09207,902和W09207,901用離子表面活性劑改性聚磷酸銨，從而改善膨脹型阻燃劑的耐水性，希望提高改性材料的力學(xué)性能。上述專利都是對聚磷酸銨進(jìn)行改性，實際上，任何一種膨脹型阻燃劑都是由碳源、酸源和氣源組成，所以對一些高端阻燃材料，簡單的對聚磷酸銨進(jìn)行包覆改性，是不能達(dá)到很好的耐水效果和阻燃效果的，要想徹底改善膨脹型阻燃劑的性能，就必須對其整體進(jìn)行包覆改性。
發(fā)明內(nèi)容為了克服聚烯烴用無鹵膨脹型阻燃劑的上述耐水性差的缺點，本發(fā)明提供了一種能實現(xiàn)整體包覆改性的聚烯烴用無鹵耐水性膨脹型磷氮阻燃劑及其制備方法。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，所述的阻燃劑按重量百分?jǐn)?shù)計，其組成包括:三聚氰胺磷酸鹽2080%，三嗪衍生物540%，納米復(fù)合材料1~15%，膦酸酯10~20%，填料0.1~8%，抗氧劑0.15%。其中，所述的三聚氰胺磷酸鹽選自雙季戊四醇三磷酸酯三聚氰胺鹽、雙季戊四醇雙磷酸二氫酯三聚氰胺鹽或磷酸雙季戊四醇酯三聚氰胺鹽中的一種。所述的三嗪衍生物選自2-氨基-4，6-二羥乙基-1,3,5-三嗪、2,4-二氨基-6-羥乙基-1,3,5-三嗪、2,4-二氨基-6-苯乙基-1,3,5-三嗪、2,4-二氨基-6-羥乙胺基-1,3,5-三嗪或2,4,6-三芳氨基-1,3,5-三嗪中的一種。所述的納米復(fù)合材料選自有機(jī)粘土、有機(jī)納米水滑石、層狀雙氫氧化鎂、層狀雙氫氧化鋁、鎂鹽晶須、氧化石墨、納米碳管、納米玻璃纖維、納米陶瓷纖維、聚倍半硅氧烷、層狀硅酸鈉、層狀硅酸鋁、層狀硫化鎂、層狀硫化銅、層狀金屬磷酸鋁或?qū)訝罱饘兮壦徕浿械囊环N或兩種。所述的膦酸酯選自三苯基膦酸酯、間苯二酚雙膦酸酯、雙酚A二(二苯基)膦酸酯、雙酚A二(甲苯基)膦酸酯、1，4-哌嗪二膦酸酯、環(huán)己基亞氨基二苯基膦酸酯、十二烷基二苯基膦酸酯、2-乙基己基二苯基膦酸酯或苯基二(4-氨基苯基)膦酸酯中的一種或幾種。所述的填料選自無機(jī)物硅灰石、氧化鋅、氧化鋁、氧化硅、滑石粉、氧化鎂或有機(jī)物硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或表面活性劑中的一種或幾種。所述的硅垸偶聯(lián)劑是Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅垸、Y-(甲基丙烯酰氧基)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷或Y-(二乙義三氨基)丙基三甲氧基硅烷等。所述的鈦酸酯偶聯(lián)劑是三硬脂酰基鈦酸異丙酯、二(二辛基磷酰氧基)鈦酸異丙酯、三(十二烷基苯磺?；?鈦酸異丙酯、二(二辛基焦磷酰氧基)鈦酸異丙酯、二(二辛氧基磷酰氧基)鈦酸羥乙酸酯、二(二辛氧基亞磷酰氧)鈦酸四乙丙酯或復(fù)合型單垸氧基鈦酸酯等。所述的表面活性劑是十二烷基苯磺酸鈉、脂肪醇聚環(huán)氧乙烷醚硫酸鹽、(X-烯烴磺酸鹽、(X-磺基脂肪酸甲酯或烷基酚聚環(huán)氧乙烷醚等。所述的抗氧劑選自1，3-三(2-甲基-4-羥基-5-特丁基苯基)丁垸、3,5-二特丁基-4-羥基苯丙酸十八酯、2,2'-亞甲基雙(4-甲基-6-特丁基)苯酚或4，4'-硫代雙(3-甲基-6-叔丁基)苯酚中的一種。按照本發(fā)明所述的聚烯烴用無鹵耐水性膨脹性磷氮阻燃劑的制備方法是，把按重量百分?jǐn)?shù)計的三聚氰胺磷酸鹽2080%、三嗪衍生物540%、納米復(fù)合材料卜15%、膦酸酯1020%、填料0.18%、抗氧劑0.15%置于混合設(shè)備中充分混合，并在溶劑中用阻透性的聚合物對上述混合物進(jìn)行包覆處理，所述阻透性聚合物的添加量是，阻透性聚合物與上述混合設(shè)備中混合物的重量比為1:(50100)。所述的溶劑選自甲醇、乙醇、四氫呋喃、石油醚、丙酮、甲苯、苯或N,N-二甲基甲酰胺中的一種或幾種。所述的阻透性聚合物選自乙烯-醋酸乙烯樹脂、烯丙基樹脂、醇醛樹脂、聚氨酯彈性體、甲基硅樹脂、苯基硅樹脂、甲基苯基硅樹脂、有機(jī)硅聚砜、有機(jī)硅聚苯乙烯、甲基硅橡膠或苯基硅橡膠等中的一種。與一般現(xiàn)有的無鹵膨脹型阻燃劑相比，按本發(fā)明提出和制備的聚烯烴用無鹵耐水性膨脹性磷氮阻燃劑阻燃性比較好，且大大的改善了其耐水性，與塑料基質(zhì)的相容性良好，還不影響聚烯烴的力學(xué)性能和加工性具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步具體說明，但是，本發(fā)明決不局限于這些實施例。下面所有這些配合例子中，引用的數(shù)字均為以重量計的百分率，即，重量％。實施例l一9和比較例1一2:參見表1。將三聚氰胺磷酸鹽，三嗪衍生物，納米復(fù)合材料，膦酸酯，填料，抗氧劑等按照表1所列數(shù)據(jù)，稱量混合。再將該混合物浸漬于含有聚氨酯彈性體的N，N-二甲基甲酰胺溶劑中，烘干后，與聚丙烯配料，在雙螺桿擠出機(jī)上混合擠出造粒，注塑制樣，測試性能，結(jié)果也見表l。比較例中組分混合后不用阻透性材料包覆就直接用于材料阻燃改性，在雙螺桿擠出機(jī)上混合擠出造粒，注塑制樣，測試性能。實施例10—15和比較例3—4:參見表2。將三聚氰胺磷酸鹽，三嗪衍生物，納米復(fù)合材料，膦酸酯，填料，抗氧劑等按照表2所列數(shù)據(jù)，稱量混合。再將該混合物浸漬于含有甲基苯基硅樹脂的甲苯溶劑中，烘干后，與聚丙烯配料，在雙螺桿擠出機(jī)上混合擠出造粒，注塑制樣，測試性能，結(jié)果也見表2。比較例子中組分混合后不用阻透性材料包覆就直接用于材料阻燃改性，在雙螺桿擠出機(jī)上混合擠出造粒，注塑制樣，測試性能。實施例16—22:參見表3。將三聚氰胺磷酸鹽，三嗪衍生物，納米復(fù)合材料，膦酸酯，填料，抗氧劑等按照表3所列數(shù)據(jù)，稱量混合。再將該混合物浸漬于含有烯丙基樹脂的甲苯溶劑中，烘干后，與聚丙烯配料，在雙螺桿擠出機(jī)上混合擠出造粒，注塑制樣，測試性能，結(jié)果也見表3。從表1、表2和表3中實施例和比較例列出的數(shù)據(jù)可見，本發(fā)明的阻燃劑具有較佳的阻燃性和耐水性。表1實施例l一9和比較例l一2的組分配比及性能指標(biāo)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表2實施例10—15和比較例3—4的組分配比及性能指標(biāo)<table>complextableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><table>complextableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表3實施例16—22的組分配比及性能指標(biāo)<table>complextableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>complextableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>權(quán)利要求1、一種聚烯烴用無鹵耐水性膨脹型磷氮阻燃劑，其特征是，按重量百分?jǐn)?shù)計，該阻燃劑的組成包括三聚氰胺磷酸鹽20～80％，三嗪衍生物5～40％，納米復(fù)合材料1～15％，膦酸酯10～20％，填料0.1～8％，抗氧劑0.1～5％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃劑，其特征是，所述的三聚氰胺磷酸鹽選自雙季戊四醇三磷酸酯三聚氰胺鹽、雙季戊四醇雙磷酸二氫酯三聚氰胺鹽或磷酸雙季戊四醇酯三聚氰胺鹽中的一種。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃劑，其特征是，所述的三嗪衍生物選自2-氨基-4,6-二羥乙基-1,3,5-三嗪、2,4-二氨基-6-羥乙基-1,3,5-三嗪、2，4-二氨基-6-苯乙基-l，3,5-三嗪、2,4-二氨基-6-羥乙胺基-l,3,5-三嗪或2,4,6-三芳氨基-1,3,5-三嗪中的一種。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃劑，其特征是，所述的納米復(fù)合材料選自有機(jī)粘土、有機(jī)納米水滑石、層狀雙氫氧化鎂、層狀雙氫氧化鋁、鎂鹽晶須、氧化石墨、納米碳管、納米玻璃纖維、納米陶瓷纖維、聚倍半硅氧烷、層狀硅酸鈉、層狀硅酸鋁、層狀硫化鎂、層狀硫化銅、層狀金屬磷酸鋁或?qū)訝罱饘兮壦徕浿械囊环N或兩種。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻燃劑，其特征是，所述的膦酸酯選自三苯基膦酸酯、間苯二酚雙膦酸酯、雙酚A二(二苯基)膦酸酯、雙酚A二(甲苯基)膦酸酯、1,4-哌嗪二膦酸酯、環(huán)己基亞氨基二苯基膦酸酯、十二烷基二苯基膦酸酯、2-乙基己基二苯基膦酸酯或苯基二(4-氨基苯基)膦酸酯中的一種或幾種。6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的阻燃劑，其特征是，所述的填料選自無機(jī)物硅灰石、氧化鋅、氧化鋁、氧化硅、滑石粉、氧化鎂或有機(jī)物硅烷偶聯(lián)劑、鈦酸酯偶聯(lián)劑或表面活性劑中的一種或幾種。7、根據(jù)權(quán)利要求l所述的阻燃劑，其特征是，所述的抗氧劑選自1,3-三(2-甲基-4-羥基-5-特丁基苯基)丁烷、3,5-二特丁基-4-羥基苯丙酸十八酯、2，2，-亞甲基雙(4-甲基-6-特丁基)苯酚或4，4，-硫代雙(3-甲基-6-叔丁基)苯酚中的一種。8、一種權(quán)利要求l所述的無鹵耐水性膨脹型磷氮阻燃劑的制備方法，其特征是，把按重量百分?jǐn)?shù)計的三聚氰胺磷酸鹽20~80%、三嗪衍生物5~40%、納米復(fù)合材料1~15%、膦酸酯1020%、填料0.1~8%及抗氧劑0.1~5%置于混合設(shè)備中充分混合，并在溶劑中用阻透性的聚合物對上述混合物進(jìn)行包覆處理，所述阻透性聚合物的添加量是，阻透性聚合物與上述混合設(shè)備中混合物的重量比為1:(50100)。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征是，所述的溶劑選自甲醇、乙醇、四氫呋喃、石油醚、丙酮、甲苯、苯或N,N-二甲基甲酰胺中的一種或幾種。10、根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征是，所述的阻透性聚合物選自乙烯-醋酸乙烯樹脂、烯丙基樹脂、醇醛樹脂、聚氨酯彈性體、甲基硅樹脂、苯基硅樹脂、甲基苯基硅樹脂、有機(jī)硅聚砜、有機(jī)硅聚苯乙烯、甲基硅橡膠或苯基硅橡膠中的一種。全文摘要一種聚烯烴用無鹵耐水性膨脹型磷氮阻燃劑，其特征是，該阻燃劑按重量百分?jǐn)?shù)計的組成包括三聚氰胺磷酸鹽20～80％、三嗪衍生物5～40％、納米復(fù)合材料1～15％、膦酸酯10～20％、填料0.1～8％、抗氧劑0.1～5％。該阻燃劑的制備方法是將上述組分混合，然后采用阻透性的聚合物對上述混合物進(jìn)行包覆，實現(xiàn)阻燃劑的整體改性。與一般現(xiàn)有的無鹵膨脹型阻燃劑相比，本發(fā)明阻燃劑阻燃性比較好，且大大的改善了其耐水性，且與塑料基質(zhì)的相容性良好，還不影響聚烯烴的力學(xué)性能和加工性能。文檔編號C08L23/00GK101343387SQ20071004370公開日2009年1月14日申請日期2007年7月12日優(yōu)先權(quán)日2007年7月12日發(fā)明者劉彥明,亮尹,郝東梅,陳崇偉申請人:上?；ぱ芯吭?