【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于高分子化合物的組合物，涉及阻燃高分子材料，具體涉及一種阻燃聚丙烯復合材料及其制備方法。
技術介紹
1、聚丙烯（pp）是一種由丙烯通過加聚反應而成的聚合物；它是一種無色、無臭、無毒、半透明固體物質，具有優異的物理性能、化學性能和加工性能；因此，在包裝材料、家居用品、醫療器械和汽車配件領域受到廣泛應用。但是純pp的極限氧指數僅為17%～18%，屬于易燃材料。此外，pp在燃燒時會產生大量的熔滴，極易引燃周圍的物體，存在巨大的安全隱患。
2、隨著阻燃技術朝著環保、高效、無煙等方向發展，鹵系阻燃劑逐漸被取代。作為后起之秀，焦磷酸哌嗪（papp）集?p、n、c等阻燃元素于一體，同時兼有炭源、氣源和酸源的作用，并且具有極高的光穩定性和熱穩定性，用量為5%時的分解溫度超過300℃，適用于絕大多數樹脂的加工溫度。初步的研究結果表明，與傳統的以聚磷酸銨（app）為核心的膨脹阻燃劑相比，焦磷酸哌嗪體系具有更好的阻燃作用，達到同樣阻燃級別時其添加量明顯降低，且耐熱穩定性和耐水析出性能有顯著的改善。但是由于papp體系的成炭能力不足的原因，在較低添加量下，papp膨脹阻燃體系在聚丙烯中同樣沒有阻燃等級。
3、專利cn117430891a公開了通過添加磷氮膨脹體系來阻燃聚丙烯，并且引入了鎂系協效劑，但是阻燃效果一般，至少添加24份的磷氮阻燃劑才能過v0等級。專利cn117700879a公開了鎳基雙金屬催化劑協效催化無機阻燃聚丙烯成炭阻燃復合材料及其制備方法，以鎳基為主催化劑，以al、mg、co作為第二金屬，通過鎳基雙金
4、nor?116是巴斯夫生產的一種n-烷氧基受阻胺類阻燃劑和光穩定劑，它單獨作為阻燃劑，在聚烯烴纖維、無紡布和薄膜中顯示出v2阻燃功效，它對于較厚的塑料中單獨使用并沒有阻燃效果。專利cn116218077a?公開一種無鹵阻燃母粒、無鹵阻燃復合材料及其制備方法和應用，將nor?116作為光穩定劑和金屬氫氧化物阻燃劑、磷系阻燃劑復配使用，該體系僅能達到v2等級，阻燃效率不高。
5、gw-540是一種受阻胺類光穩定劑，起到抑制或減緩由于光氧化作用使高分子材料發生降解的作用。專利cn116285407a公開了一種高流動性茶渣/聚丙烯復合材料及其制備方法，其將gw-540引入作為光穩定劑使用，主要解決材料加工過程中老化降解問題。目前，gw-540的主要作為光穩定劑來使用，作為阻燃助劑的研究甚少。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題是提供一種高阻燃性能的阻燃聚丙烯復合材料及其制備方法。
2、為了解決上述技術問題，?本專利技術提供一種阻燃聚丙烯復合材料（鋅鎳雙金屬氧化物催化協效阻燃聚丙烯復合材料），按照重量份數計，由80~85份聚丙烯、14.5~18.7份膨脹阻燃劑、0.2~0.5份催化劑，0.1~0.5份阻燃助劑和0.1~0.5份相容劑組成；
3、所述阻燃助劑為nor?116或gw-540；
4、所述催化劑為鋅鎳雙金屬氧化物催化劑，所述鋅鎳雙金屬氧化物催化劑為znxniyo，x為0.7~0.9中的任一，y為0.1~0.3中的任一；且?x+y?=1。
5、作為本專利技術的阻燃聚丙烯復合材料的改進：?x為0.8，y為0.2。
6、作為本專利技術的阻燃聚丙烯復合材料的進一步改進：所述膨脹阻燃劑由主要阻燃劑和次要阻燃劑組成，主要阻燃劑：次要阻燃劑=2~4:1的質量比；所述主要阻燃劑為焦磷酸哌嗪(papp)，所述次要阻燃劑為三聚氰胺聚磷酸鹽(mpp)、次磷酸鋁(hdp)、二乙基次膦酸鋁(adp)中的任一。
7、作為本專利技術的阻燃聚丙烯復合材料的進一步改進：所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯或馬來酸酐接枝聚乙烯。
8、作為本專利技術的阻燃聚丙烯復合材料的進一步改進，所述鋅鎳雙金屬氧化物催化劑的制備方法為：
9、于機械攪拌下，將六水合硝酸鋅和六水合硝酸鎳溶解于蒸餾水中，得雙金屬溶液；所述六水合硝酸鋅中的鋅：六水合硝酸鎳中的鎳=7~9：1~3的質量比；
10、于攪拌下，將雙金屬溶液于80±10℃下反應2±0.5?h，反應過程中控制反應體系的ph為8~9（可通過滴加質量分數為10%碳酸鈉溶液進行控制）；
11、反應結束后，于80±10℃老化（靜置老化）1±0.2h，接著過濾，濾餅用去離子水洗滌（洗滌數次，直至洗滌液的ph呈中性），然后先干燥（100~120℃下鼓風干燥4~6h），再在450~550℃焙燒3.5~4.5h（可在馬弗爐中焙燒），經研磨后，得到鋅鎳雙金屬氧化物催化劑。
12、說明：一般而言，每7~50g?六水合硝酸鎳配用200ml的蒸餾水進行溶解。
13、本專利技術還同時提供了如上所述的阻燃聚丙烯復合材料的制備方法，包括以下步驟：
14、（1）、按重量份數稱取聚丙烯、膨脹阻燃劑、催化劑、阻燃助劑和相容劑，在混合機中于80±10℃預混5±1?min；預混轉速為300±50?r/min；
15、（2）將步驟（1）所得的混合后物料采用雙螺桿擠出機進行熔融和剪切混合后的擠出造粒，擠出溫度為165~210?℃，轉速為450±50?r/min，進料轉速為30±3?r/min。
16、nor?116、gw-540這兩種助劑在塑料中主要用于耐老化的作用，本專利技術發現：其能捕獲聚合物由光氧化和燃燒降解過程所產生的自由基，從而中斷燃燒過程中的鏈式反應，起到氣相阻燃的效果。所以，在本專利技術特定的配方中，可以當作阻燃助劑來使用，會有意想不到的阻燃效果。
17、本專利技術選用以papp為主，mpp，hdp和adp為輔的膨脹阻燃體系，阻燃效率相較于無機阻燃劑和傳統的app體系有顯著提高。鑒于papp體系的成炭能力不足、在較低添加量下papp膨脹阻燃體系在聚丙烯中同樣沒有阻燃等級的問題，本專利技術通過共沉淀的方法將zno和nio均勻分散在一起得到鋅鎳雙金屬氧化物催化劑；zn和ni在特定比例下，兩者協同催化papp體系和聚丙烯脫氫以形成高質量炭層來隔絕熱量，從而避免聚丙烯材料被引燃。但是由于聚丙烯傳熱很快，在樣條被點燃時，聚丙烯會很快受熱降解，導致鋅鎳雙金屬氧化物催化劑還來不及發揮其催化成炭作用。基于此，本專利技術進一步加入具有氣相阻燃作用的nor116或gw-540，在樣條剛被點燃時，nor?116或gw-540就能迅速降解并捕捉空氣中的活性自由基，中斷鏈式分解反應，發揮氣相阻燃效果，為催化成炭爭取時間。
18、在本專利技術中，相容劑的作用為提高膨脹阻燃劑和催化劑與聚丙烯的相容性和分散性，從而增強混合材料的力學性能。
19、綜上，本專利技術通過膨脹阻燃劑、鋅鎳雙金屬氧化物催化劑和nor?116或gw-540三者相輔相成來協同阻燃聚丙烯，得到高阻燃性能的聚丙烯復合材料。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于：按照重量份數計，由80~85份聚丙烯、14.5~18.7份膨脹阻燃劑、0.2~0.5份催化劑，0.1~0.5份阻燃助劑和0.1~0.5份相容劑組成；
2.根據權利要求1所述的阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于：x為0.8，y為0.2。
3.根據權利要求1或2所述的阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于：所述膨脹阻燃劑由主要阻燃劑和次要阻燃劑組成，主要阻燃劑：次要阻燃劑=2~4:1的質量比；
4.根據權利要求3所述的阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于：所述相容劑為馬來酸酐接枝聚丙烯或馬來酸酐接枝聚乙烯。
5.根據權利要求4所述的阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于，所述鋅鎳雙金屬氧化物催化劑的制備方法為：
6.如權利要求1~5任一所述的阻燃聚丙烯復合材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
【技術特征摘要】
1.阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于：按照重量份數計，由80~85份聚丙烯、14.5~18.7份膨脹阻燃劑、0.2~0.5份催化劑，0.1~0.5份阻燃助劑和0.1~0.5份相容劑組成；
2.根據權利要求1所述的阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于：x為0.8，y為0.2。
3.根據權利要求1或2所述的阻燃聚丙烯復合材料，其特征在于：所述膨脹阻燃劑由主要阻燃劑和次要阻...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張偉，李娟，薛趙林，嚴麗，劉帥，葉汀，
申請(專利權)人：紹興興欣新材料股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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