專(zhuān)利名稱(chēng)：一種阻燃聚烯烴/改性磷酸鹽玻璃雜化材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于阻燃材料及其制備領(lǐng)域，特別涉及一種阻燃聚烯烴/改性磷酸鹽玻璃雜化材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚烯烴是ー種質(zhì)輕、無(wú)毒，具有優(yōu)良的電絕緣性能和耐化學(xué)腐蝕性能的熱塑性材 料。聚烯烴價(jià)格低廉，容易加工，被廣泛應(yīng)用于電器、化工、化纖、建筑、包裝、交通等領(lǐng)域。但聚烯烴屬易燃材料，燃燒速率快，發(fā)熱量高，容易引發(fā)火災(zāi)，危害人們的生命及財(cái)產(chǎn)安全。因此，聚烯烴的阻燃問(wèn)題越來(lái)越引起人們的關(guān)注，已成為科研工作的重點(diǎn)之一。聚烯烴阻燃主要通過(guò)兩種途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)(I)通過(guò)機(jī)械混合的方法將添加型阻燃劑加入到聚烯烴中，從而達(dá)到阻燃目的，這是目前制備阻燃聚烯烴的主要方法；(2)將反應(yīng)型阻燃劑接枝到聚烯烴的主鏈或側(cè)鏈上，使其具有阻燃性。聚烯烴阻燃劑種類(lèi)繁多，按基本性能可分為有機(jī)阻燃劑和無(wú)機(jī)阻燃劑兩大類(lèi)。有機(jī)阻燃劑主要包括鹵素阻燃劑、磷系阻燃劑、氮系阻燃劑和膨脹型阻燃劑等。鹵素阻燃劑是使用最早的ー類(lèi)阻燃劑，但由于燃燒時(shí)會(huì)放出刺激性氣體和大量煙霧，所以使用上受到很大限制。特別是多溴ニ苯類(lèi)及多溴ニ苯醚類(lèi)會(huì)產(chǎn)生ニ噁英類(lèi)物質(zhì)，已被歐盟等禁止使用。用于聚烯烴的磷系阻燃劑主要有磷酸酯、膦酸酷、氧化膦等。如美國(guó)的Great Lake公司開(kāi)發(fā)的三(I-氧代-I-磷雜_2，6，7-三氧雜雙環(huán)[2，2，2]辛烷-4-亞甲基)磷酸酯，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)，磷的含量達(dá)21. 2%，且熱穩(wěn)定性好，并與聚合物有很好的相容性。氮系阻燃劑分解溫度高、無(wú)毒、與聚合物相容性好，成為很受歡迎的ー類(lèi)阻燃劑。最常用的氮系阻燃劑是三聚氰胺及其鹽類(lèi)，但對(duì)聚烯烴的阻燃単獨(dú)使用氮系阻燃劑效果并不太好，需要和其它阻燃劑如聚磷酸胺、季戊四醇復(fù)配使用。膨脹型阻燃劑是以C、N、P為核心成份的ー類(lèi)阻燃劑，其阻燃機(jī)理是在受熱時(shí)，成炭劑在酸源作用下脫水成炭，并在發(fā)泡劑分解的氣體作用下，形成蓬松有孔封閉結(jié)構(gòu)的炭層，炭層可減弱聚合物與熱源間的熱量傳遞，并阻止氣體擴(kuò)散。聚合物由于沒(méi)有足夠的燃料和氧氣，因而終止燃燒。CN200610112927.X公開(kāi)了ー種聚丙烯無(wú)鹵膨脹型阻燃劑，由三聚氰胺密胺鹽、多聚磷酸銨、成炭促進(jìn)劑和偶聯(lián)劑等組成；CN200710134078. 2則采用將季戊四醇、磷酸和三聚氰胺進(jìn)行反應(yīng)合成季戊四醇雙磷酸密胺鹽，作為聚烯烴的膨脹型阻燃劑。當(dāng)阻燃劑加入量為25-30%吋，聚丙烯的阻燃等級(jí)可達(dá)UL94V-0級(jí)。用于聚烯烴的無(wú)機(jī)阻燃劑主要有金屬氫氧化物(如氫氧化鎂、氫氧化鋁)、聚磷酸銨、紅磷及可膨脹石墨等。金屬氫氧化物是ー種環(huán)保型緑色阻燃劑，具有低煙、無(wú)毒等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。CN200710030065. O、CN02134769. 7、CN02111063. 8都報(bào)道了以金屬氫氧化物為阻燃劑制造阻燃聚烯烴的方法。由于無(wú)機(jī)阻燃劑粉體在聚合物中分散性能較差，這些專(zhuān)利中都公開(kāi)了改善阻燃劑與聚烯烴相容性的方法。CN200710030065.0添加各種硅烷類(lèi)作為界面改性劑；CN02134769. 7和CN02111063. 8則分別采用丙烯酸接枝聚丙烯及こ烯接枝馬來(lái)酸酐共聚物作為增容劑。采用金屬氫氧化物作為阻燃劑，其添加量通常在40wt%以上才能達(dá)到理想的阻燃效果。而在聚合物成型過(guò)程中無(wú)機(jī)阻燃劑粉體不會(huì)熔融，而是以顆粒聚集體形式存在，對(duì)材料的成型加工和物理機(jī)械性能帶來(lái)嚴(yán)重影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種阻燃聚烯烴/改性磷酸鹽玻璃雜化材料及其制備方法，該材料可用于纖維、塑料、包裝材料、保溫材料等領(lǐng)域，該制備方法實(shí)施簡(jiǎn)便，成本低。本發(fā)明的一種阻燃聚烯烴/改性磷酸鹽玻璃雜化材料，該雜化材料的組分按重量百分比包括

聚烯烴樹(shù)脂50-85%改性磷酸鹽玻璃(Pglass) 10-48%共阻燃劑2-10%。所述的聚烯烴樹(shù)脂為聚こ烯、聚丙烯、聚苯こ烯、聚烯烴弾性體、以こ烯或丙烯為主的共聚物中的ー種。所述的改性磷酸鹽玻璃包括以下重復(fù)單元
權(quán)利要求
1.一種阻燃聚烯烴/改性磷酸鹽玻璃雜化材料，該雜化材料的組分按重量百分比包括: 聚烯烴樹(shù)脂50-85% 改性磷酸鹽玻璃10-48% 共阻燃劑2-10%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種阻燃聚烯烴/改性磷酸鹽玻璃雜化材料，其特征在于所述的聚烯烴樹(shù)脂為聚こ烯、聚丙烯、聚苯こ烯、聚烯烴弾性體、以こ烯或丙烯為主的共聚物中的ー種。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種阻燃聚烯烴/改性磷酸鹽玻璃雜化材料，其特征在于所述的改性磷酸鹽玻璃包括以下重復(fù)單元
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種阻燃聚烯烴/改性磷酸鹽玻璃雜化材料，其特征在于所述的共阻燃劑為三聚氰胺及其衍生物、季戊四醇、無(wú)機(jī)阻燃劑中的ー種或幾種；其中無(wú)機(jī)阻燃劑為層狀硅酸鹽、可膨脹石墨或金屬氫氧化物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的ー種阻燃聚烯烴/改性磷酸鹽玻璃雜化材料，其特征在于所述的層狀硅酸鹽為蒙脫土、高嶺土或凹凸棒土；金屬氫氧化物為氫氧化鋁或氫氧化鎂。
6.一種阻燃聚烯烴/改性磷酸鹽玻璃雜化材料的制備方法，包括 將聚烯烴樹(shù)脂、改性磷酸鹽玻璃和共阻燃劑干燥后充分混合，然后于140 260°C熔融共混，即得；其中聚烯烴樹(shù)脂、改性磷酸鹽玻璃和共阻燃劑的重量百分比分別為50-85%、10-48% 和 2-10%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種阻燃聚烯烴/改性磷酸鹽玻璃雜化材料的制備方法，其特征在于所述的改性磷酸鹽玻璃的制備方法為將NH4H2PO4或P2O5與SnF2和SnO按摩爾比 20-40 40-65 10-30 預(yù)混合 20-40min，然后在 400-500°C下熔融 60-90min，冷卻，再在70-100°C下熱處理70-100min，研磨，最后經(jīng)偶聯(lián)劑進(jìn)行表面改性，即可。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種阻燃聚烯烴/改性磷酸鹽玻璃雜化材料的制備方法，其特征在于所述的熔融共混為在雙螺桿或混煉機(jī)中熔融共混。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的ー種阻燃聚烯烴/改性磷酸鹽玻璃雜化材料的制備方法，其特征在于所述的偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑，其中硅烷偶聯(lián)劑為Y_(甲基丙烯酸氧)丙基ニ甲氧基娃燒、Y_(2,3_環(huán)氧丙氧)丙基ニ甲氧基娃燒、Y-氨丙基ニこ氧基娃烷、Y-巰丙基三甲氧基硅烷或Y-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷；鈦酸酯偶聯(lián)劑為異丙氧基三(磷酸ニ辛酷)鈦酸酯、焦磷酸酯鈦酸酯或單烷氧基類(lèi)鈦酸酷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種阻燃聚烯烴/改性磷酸鹽玻璃雜化材料及其制備方法，該雜化材料的組分按重量百分比包括聚烯烴樹(shù)脂50-85％、改性磷酸鹽玻璃10-48％、共阻燃劑2-10％；制備方法，包括將聚烯烴樹(shù)脂、改性磷酸鹽玻璃和共阻燃劑干燥后充分混合，然后于140～260℃熔融共混，即得；其中聚烯烴樹(shù)脂、改性磷酸鹽玻璃和共阻燃劑的重量百分比分別為50-85％、10-48％和2-10％。本發(fā)明的阻燃聚烯烴/改性磷酸鹽玻璃有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料可用于纖維、塑料、包裝材料、保溫材料等領(lǐng)域；本發(fā)明的制備方法實(shí)施簡(jiǎn)便，成本低，可大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C08K3/40GK102643463SQ20121012503
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者馬敬紅, 黃意龍 申請(qǐng)人:東華大學(xué)