含雙氫氧化物的低煙無鹵阻燃聚丙烯材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了含雙氫氧化物的低煙無鹵阻燃聚丙烯材料及其制備方法，屬于阻燃【技術(shù)領(lǐng)域】。按重量分?jǐn)?shù)計(jì)，該含層狀雙氫氧化物的無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料的原料組成為：聚丙烯100份、改性聚磷酸銨15-30份、鎂鋁雙氫氧化物20-40份、含硅相容劑2-5份、折油1-3份、抗氧劑0.15-0.4份。本發(fā)明還公開了一種層狀雙氫氧化物阻燃劑的制備方法。本發(fā)明所公開的阻燃聚丙烯復(fù)合材料不含鹵素，燃燒時(shí)煙釋放量低。具備良好的阻燃性能和力學(xué)性能，生產(chǎn)工藝簡單，原料成本低，可廣泛適用于汽車和家電行業(yè)。
【專利說明】含雙氫氧化物的低煙無南阻燃聚丙烯材料及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明公開了一種層狀雙氫氧化物的低煙無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料及其制備方 法。具體內(nèi)容涉及層狀雙氫氧化物改性及其與聚磷酸銨復(fù)配在聚丙烯中的應(yīng)用，屬于阻燃

【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 聚丙烯（PP)是常用的五大通用塑料之一，其原料來源豐富，價(jià)格低廉，同時(shí)具有良 好的耐熱性能和機(jī)械性能，綜合性能優(yōu)異，在汽車、電器、日用品及家具、包裝、建筑等行業(yè) 中得到了日益廣泛的應(yīng)用。但純的未改性PP極易燃燒，阻燃性能差，其極限氧指數(shù)（L0)為 僅18. 5%，屬于易燃級(jí)品。遇火燃燒時(shí)發(fā)熱量高、燃燒速度快，并伴有滴落現(xiàn)象，不易熄滅，給 人們的生命、財(cái)產(chǎn)造成極大的傷害。因此未改性的PP多應(yīng)用于食品、醫(yī)療等領(lǐng)域，而在其它 領(lǐng)域，則要經(jīng)過阻燃改性處理。此外，由于含鹵阻燃PP在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生在毒的鹵化氫氣體， 因而逐漸被禁止使用，無鹵阻燃改性也就成為目前PP阻燃改性最重要的方法。
[0003] 膨脹性阻燃劑和無機(jī)氫氧化物是PP最常用的無鹵阻燃劑，在過去的幾年里，已有 很多，如CN201210410894. 2公開了一種聚丙烯用復(fù)合環(huán)保阻燃劑及聚丙烯阻燃塑料，主要 采用三甲硅基甲基磷酸二甲酯、氰尿酸三聚氰胺與氫氧化物復(fù)配實(shí)現(xiàn)對(duì)PP的阻燃改性； CN201310236034. 6公開了一種高效無鹵膨脹型阻燃聚丙烯材料，其主要方法是通過成炭催 化劑來提高膨脹型阻燃劑對(duì)PP的阻燃效率；包括CN201310222303. 3和CN201310121879. 0 等都提到了用膨脹性阻燃劑和氫氧化合物為阻燃劑，或是復(fù)配的阻燃劑來提高PP的阻燃 性能。
[0004] 層狀雙氫氧化物（LDHs)是一種陰離子層狀材料，一般多為鎂鋁兩種離子，但與氫 氧化鋁和氫氧化鎂不同的是，LDHs可以進(jìn)行插層反應(yīng)，以此來改變LDHs的層間距，并調(diào)節(jié) LDHs的物理和化學(xué)特性。LDHs在受熱時(shí)可釋放結(jié)晶水并在材料表面形成炭層，因而可應(yīng)用 于聚合物的阻燃。而將LDHs應(yīng)用于聚烯烴阻燃改性的專利則不多，專利CN03131694. 8公 開了一種聚合物與層狀雙氫氧化物納米復(fù)合材料的制備方法，但并未說明其阻燃效果；專 利CN201110306154. X公開了一種無鹵阻燃聚丙烯納米復(fù)合材料，LDHs即為其所用阻燃劑 的一部分，但也沒有說明對(duì)LDHs的改性對(duì)阻燃性能的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種低煙無鹵阻燃材料及其制備方法。該無鹵阻燃聚丙烯 材料的阻燃劑由經(jīng)改性的LDHs和包覆改性的APP復(fù)合組成，并采用含硅的大分子化合物為 相容劑。該阻燃聚丙烯材料在高溫下可釋放出結(jié)晶水，降低體系溫度，形成穩(wěn)定炭層，可提 高材料的阻燃性能，且燃料時(shí)煙釋放量較小，。所采用的阻燃劑不含鹵素，完全符合低煙無 鹵的要求。
[0006] 本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案為： 一種含有層狀雙氫氧化物的低煙無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，由下列質(zhì)量組分的原料制 備而成： 聚丙烯 100份

【權(quán)利要求】
1. 含有層狀雙氫氧化物的低煙無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于由下列質(zhì)量組分 的原料制備而成： 聚丙烯 100份
20-40 份 聚磷酸銨 15-30份 含娃相容劑 2-5份 液體石臘 1_3份 份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有層狀雙氫氧化物的低煙無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特 征在于所述抗氧劑為β - (3，5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸正十八碳醇酯與三[2. 4-二 叔丁基苯基]亞磷酸酯按1:1的比例復(fù)配。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有層狀雙氫氧化物的低煙無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特 征在于所述聚丙烯是均聚聚丙烯或共聚聚丙烯之中的一種或混合物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有層狀雙氫氧化物的低煙無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特 征在于所述加姐的粒徑為40_120nm ; 其制備方法如下：將Α1(Ν03)3 · 9H20和Mg(N03)2 · 6H20加入煮沸后的去離子水中，其中 Α1(Ν03)3 · 9H20和Mg(N03)2 · 6H20的摩爾比為1:2-2:1，在隊(duì)保護(hù)下攪拌配成混合鹽溶液， 以氨水為共沉淀劑，滴加至pH值為8. 5-10. 5 ; 加入一定量的NaN03，攪拌均勻后老化1-2小時(shí)，即可得到未改性的LDHs ; 將上述所得的LDHs與離子交換劑加入到60°C熱水中，所用摩爾比為1:1-1:2,調(diào)節(jié)pH 為4-5,劇烈攪拌2-4小時(shí)； 放置2小時(shí)，得沉淀物，用蒸餾水洗凈，在60°C下將沉淀物粉碎，即得到改性的阻燃層 狀雙氫氧化物； 所述離子交換劑為苯膦酸鈉或其衍生物； 根據(jù)權(quán)利要求1所述的含有層狀雙氫氧化物的低煙無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特 征在于其中所述含硅相容劑是一種具有大分子結(jié)構(gòu)的含有硅烷側(cè)鏈的化合物，其分子量為 2000 g/mol-10000 g/mol ； 其制備方法如下：將聚乙烯（PE)、硅橡膠與馬來酸酐（ΜΑΗ)、過氧化二異丙苯（DCP)、抗 氧劑四[β _(3, 5-二叔丁基-4-羥基苯基）丙酸]季戊四醇酯經(jīng)高速混合機(jī)混合均勻，重 量比為1000:100:15:0. 5:1，然后擠出造粒； 擠出機(jī)溫度80°C _150°C，螺桿轉(zhuǎn)速50rpm-100rpm ; 權(quán)利要求1所述的含有層狀雙氫氧化物的低煙無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料復(fù)合材料的 制備方法，其特征在于按照下述步驟進(jìn)行：首先將聚丙烯放置于高速混合機(jī)中，在高速旋轉(zhuǎn) 的同時(shí)加入液體石臘，混合均勻后依次加入為(〇//) 6(竭)2 ·4/?20、聚磷酸銨、含硅相 容劑和抗氧劑，待混合均勻后取出，準(zhǔn)備用于擠出造粒； 采用035的雙螺桿擠出機(jī)擠出造粒，各段設(shè)定溫度分別為1401：-1601：、1801：-200 °C>190 °C -210 °C>190 °C -215 °C>190 °C -215 °C>190 °C -215 °C>190 °C -215 °C> 200°C _230°C，機(jī)頭溫度為200°C _230°C，擠出過程螺桿轉(zhuǎn)速為150-200rpm。
【文檔編號(hào)】C08K3/32GK104151699SQ201410337664
【公開日】2014年11月19日 申請(qǐng)日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】鄒國享, 李錦春, 趙彩霞, 張?chǎng)? 宋艷, 焦青偉 申請(qǐng)人:常州大學(xué)