一種無鹵阻燃復合助劑、其制備方法及聚丙烯復合材料技術

本發明專利技術提供了一種無鹵阻燃復合助劑、其制備方法及聚丙烯復合材料，該阻燃復合助劑包括以下組分：10～40重量份的具有式I結構的苯膦酚酞環狀齊聚物；40～60重量份的無鹵無機阻燃劑；1～3重量份的無鹵偶聯劑。本發明專利技術提供的阻燃復合助劑包括苯膦酚酞環狀齊聚物和無鹵無機阻燃劑，使得阻燃復合助劑在聚丙烯復合材料的應用中，能夠提高復合材料的阻燃性和力學性能。實驗結果表明：該復合材料的極限氧指數(LOI)大于22％，阻燃等級≥V-2；拉伸強度為5.3～6.7GPa；彎曲強度為7.2～8.5GPa；缺口沖擊強度為9.1～14KJ/m2。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及阻燃材料
，尤其涉及一種無鹵阻燃復合劑、其制備方法及無 鹵阻燃連續長纖維增強的聚丙烯復合材料。
技術介紹
聚丙稀（Polypropylene，簡稱PP)是一種半結晶的熱塑性塑料，具有較高的耐沖 擊性，機械性質強韌，抗酸堿腐蝕。但聚丙烯有成型收縮率大，對缺葉分敏感、沖擊性能差 等缺點，限制了其使用范圍。 長玻璃纖維增強聚丙烯是以聚丙烯樹脂為基材的不同玻璃纖維增強的熱塑性復 合材料。長玻璃纖維增強聚丙烯能彌補聚丙烯性能上的不足，具有高沖擊強度、高剛性、低 收縮率等優點，擴大了聚丙烯的應用范圍，可在一定范圍內代替鋼、聚甲醛、尼龍等，現已經 廣泛應用于汽車、機械、電器等領域。雖然長玻璃纖維增強聚丙烯在很多方面得到了廣泛的 應用，但是經過長玻璃纖維增強的聚丙烯在一些阻燃要求比較高的場合下使用仍然受到限 制。 現有技術中，為了提高長玻璃纖維增強的聚丙烯的阻燃性，向其中添加阻燃劑。目 前使用的阻燃劑包括含鹵阻燃劑和無鹵阻燃劑，含鹵阻燃劑燃燒過程中會產生大量的有毒 有害氣體，不能滿足對環保的要求。無鹵阻燃劑相對比較環保，但現有的任何一種無鹵阻燃 劑也無法兼顧長玻璃纖維增強聚丙烯材料的力學性能和阻燃性能來滿足使用要求。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種無鹵阻燃復合助劑、其制備方法及聚丙烯 復合材料，本專利技術提供的聚丙烯復合材料具有較好的阻燃性和力學性能。 本專利技術提供了一種無鹵阻燃復合助劑，包括以下組分： 10~40重量份的具有式I結構的苯膦酚酞環狀齊聚物； 40~60重量份的無鹵無機阻燃劑； 1~3重量份的無鹵偶聯劑；式 I 中，η = 2 ~7。 優選地，所述無鹵無機阻燃劑為牌號為TC-5J的無機阻燃劑。 優選地，所述無鹵偶聯劑為硅烷偶聯劑。 優選地，還包括0. 5~25重量份的無鹵功能助劑； 所述無鹵功能助劑包括增韌劑、活性劑、潤滑劑、防老劑和抗氧劑。 優選地，所述潤滑劑包括硬脂酸酰胺； 所述防老劑包括2, 2, 4-三甲基-1，2-二氫化喹啉聚合體； 所述抗氧劑包括四季戊四醇酯和/或 三亞磷酸酯。 優選地，所述增韌劑、活性劑、潤滑劑、防老劑和抗氧劑的質量比為（3~10) : (1~ 3) : (0· 5 ~2) : (0· 5 ~2) : (0· 5 ~5)。 本專利技術提供了一種無鹵阻燃復合助劑的制備方法，包括以下步驟： 將具有式I結構的苯膦酚酞環狀齊聚物、無鹵無機阻燃劑和無鹵偶聯劑混合，得 到無鹵阻燃復合助劑； 式 I 中，η = 2 ~7。 優選地，所述混合的溫度為50 °C~80 °C ;所述混合的時間為0. 5~3min。 本專利技術提供了一種聚丙烯復合材料，由包括聚丙烯樹脂、纖維和無鹵阻燃復合助 劑的原料制得； 所述無鹵阻燃復合助劑為上述技術方案所述無鹵阻燃復合助劑或上述技術方案 所述制備方法制備的無鹵阻燃復合助劑。 優選地，所述聚丙烯樹脂和纖維的質量比為0. 9~I. 1:1 ; 所述無鹵阻燃復合助劑的質量占聚丙烯復合材料的10%~40%。 本專利技術提供了無鹵阻燃復合助劑，包括以下組分：10~40重量份的具有式I結構 的苯膦酚酞環狀齊聚物；40~60重量份的無鹵無機阻燃劑；1~3重量份的無鹵偶聯劑。 本專利技術提供的無鹵阻燃復合助劑包括苯膦酚酞環狀齊聚物和無鹵無機阻燃劑，使得阻燃復 合助劑在聚丙烯復合材料的應用中，能夠提高聚丙烯復合材料的阻燃性和力學性能。實驗 結果表明：本專利技術提供的聚丙烯復合材料的極限氧指數（LOI)大于22%，阻燃等級多V-2 ; 拉伸強度為5. 3~6. 7GPa ;彎曲強度為7. 2~8. 5GPa ;缺口沖擊強度為9. 1~14KJ/m2。【具體實施方式】 本專利技術提供了一種無鹵阻燃復合助劑，包括以下組分： 10~40重量份的具有式I結構的苯膦酚酞環狀齊聚物； 40~60重量份的無鹵無機阻燃劑； 1~3重量份的無鹵偶聯劑； 式 I 中，n = 2 ~7。 本專利技術提供的無鹵阻燃復合助劑添加到聚丙烯基體中，使得到的聚丙烯復合材料 具有較好的阻燃性和力學性能。 在本專利技術中，所述無鹵阻燃復合助劑包括10~40重量份的具有式I結構的苯膦 酚酞環狀齊聚物（CPPA)，優選為15~35重量份；所述苯膦酚酞環狀齊聚物具有式I結構： 式I中，所述η為聚合度，η = 2~7。 本專利技術對所述具有式I結構的苯膦酚酞環狀齊聚物的來源沒有特殊的限制，采用 本領域技術人員熟知的具有式I結構的苯膦酚酞環狀齊聚物即可，如可以采用其市售商 品，可以采用本領域技術人員熟知的制備具有式I結構的苯膦酚酞環狀齊聚物的技術方 案自行制備。在本專利技術中，所述具有式I結構的苯膦酚酞環狀齊聚物優選采用專利號為 201510106181. 0中記載的制備方法進行制備。在本專利技術中，所述具有式I結構的苯膦酚酞 環狀齊聚物的制備方法優選包括以下步驟： 在催化劑存在的條件下，將苯膦酰二氯和酚酞進行聚合反應，得到具有式I結構 的苯膦酚酞環狀齊聚物。 在本專利技術中，所述苯膦酰二氯和酚酞的物質的量比優選為1 : (0. 5~2);在本專利技術 的某些實施例中，所述苯膦酰二氯和酚酞的物質的量比優選為1:1。 在本專利技術中，所述催化劑為相轉移催化劑，優選為十六烷基三甲基溴化銨、四丁基 氯化銨或甲基三烷基氯化銨，更優選為十六烷基三甲基溴化銨。 在本專利技術具體實施例中，所述苯膦酚酞環狀齊聚物的制備方法具體為：將苯膦酰 二氯溶液與酚酞溶液混合，在縛酸劑存在的條件下進行聚合反應，得到具有式I結構的苯 膦酚酞環狀齊聚物。 本專利技術首先將苯膦酰二氯與酚酞配制成溶液，具體的，將苯膦酰二氯溶解于第一 溶劑中，得到苯膦酰二氯溶液，所述第一溶劑為有機溶劑，優選為二氯甲烷或氯仿，所述苯 膦酰二氯溶液的濃度優選為〇. ImmoVmL~0. 2mol/mL ;將酚酞溶解于第二溶劑中，得到酚 酞溶液，所述第二溶劑優選為氫氧化鈉水溶液或氫氧化鉀水溶液，更優選為氫氧化鈉水溶 液，所述氫氧化鈉水溶液中氫氧化鈉與酚酞的摩爾比為I: (0. 5~2)，所述酚酞溶液的摩爾 濃度優選為 〇. Immo 1/mL ~0. 2mmol/mL。 將苯膦酰二氯溶液與酚酞溶液混合后滴加至反應容器中，在隊的保護下，邊滴 加邊進行攪拌。本專利技術對所述苯膦酰二氯溶液與酚酞溶液的混合方式并沒有特殊限制， 優選將上述苯膦酰二氯溶液與酚酞溶液通過蠕動栗分別同時滴加至反應容器中。在本發 明中，分別控制苯膦酰二氯溶液與酚酞溶液的滴加速度為5~10mL/h。所述滴加的溫度 為-20°C ~20°C，優選為-KTC ~當前第1頁1 2 3 4 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無鹵阻燃復合助劑，包括以下組分：10～40重量份的具有式I結構的苯膦酚酞環狀齊聚物；40～60重量份的無鹵無機阻燃劑；1～3重量份的無鹵偶聯劑；式I中，n＝2～7。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：姜國偉，管印貴，周光遠，高榮福，孫春榮，商雪，時艷玲，
申請(專利權)人：中國科學院長春應用化學研究所，山東格瑞德集團有限公司，
類型：發明
國別省市：吉林;22