鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯及制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯及制備方法。該鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯，由聚丙烯粒料、無鹵無磷阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽和鋯雙核配合物阻燃協(xié)效劑按質(zhì)量百分比為60~80:19.5~35:0.5~5高速混合并擠出造粒而制備。鋯雙核配合物由Zr-801和α-甲基丙烯酸反應(yīng)合成。本阻燃聚丙烯配方簡(jiǎn)單，無鹵、無磷，阻燃效率高，無熔滴，可以阻止火焰的進(jìn)一步傳播，對(duì)人體和環(huán)境的危害及污染程度低。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及聚丙烯材料的阻燃
，具體講是。
技術(shù)介紹
聚丙烯(PP)是ー種性能優(yōu)良的熱塑性塑料，在汽車、家用電器、電子、包裝及建材家具等方面具有廣泛的應(yīng)用，其發(fā)展速度一直居各種通用塑料之首。然而聚丙烯極易燃燒，并伴有發(fā)煙、熔滴現(xiàn)象，易引起大面積火災(zāi)，對(duì)生命安全與財(cái)產(chǎn)造成巨大威脅。隨著聚丙烯應(yīng)用領(lǐng)域的不斷開拓和應(yīng)用數(shù)量的不斷増加，由此帶來的火災(zāi)危險(xiǎn)性也越來越大，因此賦予聚丙烯材料阻燃性能是十分重要和必要的，特別是在汽車、電子電氣及紡織品行業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域中，對(duì)聚丙烯阻燃性能的要求越來越高。 協(xié)同阻燃是指使用兩種或者兩種以上阻燃劑共同作用，效果要比單ー組分阻燃劑時(shí)的效果好。聚丙烯燃燒時(shí)熔滴的出現(xiàn)會(huì)引燃其他物品，產(chǎn)生二次燃燒，加速火勢(shì)蔓延，對(duì)安全疏散及滅火都有影響。田春明等研究了氧化鋅、氧化錳及稀土金屬氧化物在膨脹阻燃聚丙烯體系中的協(xié)同作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，添加1%的ZnO、MnO2、TiO2、Zr02、Cd0可以使APP/PER阻燃PP材料的氧指數(shù)分別提高5%、3. 5%、3. 5%、2. 5%、3. 0% (田春明，謝吉星 山西大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，26(3):231-234)。Yantao Li將La2O3作為協(xié)效劑，用于聚磷酸銨阻燃聚丙烯中，發(fā)現(xiàn)在總加入量20%條件下，少量La2O3就提高了體系的氧指數(shù)，達(dá)到UL-94 VOCYantaoLi，Bin Li，Jinfeng Dai, He Jiaj Suliang Gao. Polym Degrad and Stab, 2008，93:9-16)。錢立軍等報(bào)道聚磷酸銨和三聚氰胺氰尿酸鹽共用阻燃增強(qiáng)聚丙烯時(shí)，也具有協(xié)同作用(錢立軍，韓鑫磊，葉志殷，葉龍健.中國塑料，2010，25:8ト84)。協(xié)同阻燃體系的使用可以減少阻燃劑的加入量，提高阻燃效率，減少阻燃劑的加入對(duì)材料力學(xué)性能等的影響，降低材料成本，因此，協(xié)同阻燃體系的開發(fā)與研究一直是高分子阻燃材料研究的熱點(diǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯，g在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，不僅能夠滿足材料所需的阻燃性能，而且具有很好的抗熔滴效果，體系無鹵、無磷，無毒性，對(duì)人體和環(huán)境的危害及污染程度低。本專利技術(shù)的另ー個(gè)目的是提供ー種上述鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯的制備方法。實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)目的技術(shù)解決方案為一種鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯，由聚丙烯粒料、無鹵無磷阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽和鋯雙核配合物阻燃協(xié)效劑混合組成，三者的質(zhì)量比為(60 80) : (19.5 35): (0. 5 5)。所述的鋯雙核配合物為納米級(jí)，大小為50nnTl00 nm,鋯雙核配合物的配體為甲基丙烯酸，其結(jié)構(gòu)如下一種制備上述的鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯，按質(zhì)量百分比為60^80:19. 5 35:0. 5飛將聚丙烯、無鹵無磷阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽和鋯雙核配合物阻燃協(xié)效劑混合并擠出造粒得到鋯雙核配合物協(xié)同無齒無磷阻燃抗熔滴聚丙烯。本專利技術(shù)的鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有明顯的進(jìn)步(1)聚丙烯阻燃過程中阻燃劑添加量的増加可以提高體系的氧指數(shù)，但添加量超過一定程度后，不僅體系的阻燃性能提高趨于緩慢，而且添加量過大有可能導(dǎo)致體系力學(xué)性能和加エ性能的大幅下降。本專利技術(shù)在體系中添加少量的鋯雙核配合物，在提高體系的阻燃性能同時(shí)，還具有明顯的抗熔滴性能，減少阻燃劑加入總量。(2)使用無鹵無磷阻燃劑，毒性低，不產(chǎn)生有害的燃燒產(chǎn)物，發(fā)煙量低。(3)阻燃協(xié)效劑為納米級(jí)鋯雙核配合物，配合物的配體為有機(jī)配體甲基丙烯酸，因此與聚合物基體有很好的相容性，有利于阻燃協(xié)效劑鋯雙核配合物的分散，提高協(xié)同效率。(4)鋯雙核配合物在燃燒過程中可以與阻燃劑反應(yīng)形成M-N或M-O等結(jié)構(gòu)，有利于形成具有致密、穩(wěn)定性好的炭層，起到抗熔滴效果。(5)配方、エ藝簡(jiǎn)単。附圖說明圖I本專利技術(shù)中鋯雙核配合物的紅外光譜圖。圖2本專利技術(shù)比較例和實(shí)施例I的燃燒熔滴現(xiàn)象圖。具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)的鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯，由聚丙烯粒料、無鹵無磷阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽、鋯雙核配合物阻燃協(xié)效劑混合組成。鋯雙核配合物為納米級(jí)，大小尺寸為50nnTl00 nm，紅外光譜如圖I所示，制備方法如下(1)稱取Zr-801和甲基丙烯酸，將Zr-801配成質(zhì)量濃度為80%的Zr_801異丙醇溶液； (2)將甲基丙烯酸加入反應(yīng)器，通冷凝水，設(shè)置水浴溫度為30°C，中速攪拌，慢慢滴加質(zhì)量濃度為80%的Zr-801異丙醇溶液，其中Zr-801和甲基丙烯酸的質(zhì)量比為1:7，滴加完畢后再滴加幾滴去離子水，反應(yīng)24h ； (3)將反應(yīng)混合物靜置2 3h，真空過濾，洗滌得鋯雙核配合物，真空干燥12h。本專利技術(shù)的鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯，按質(zhì)量百分比為60^80:19. 5 35:0. 5飛將聚丙烯、無鹵無磷阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽、鋯雙核配合物阻燃協(xié)效劑高速混合并擠出造粒得到鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯。為了更好地理解與實(shí)施，下面結(jié)合比較例和實(shí)施例詳細(xì)說明本專利技術(shù)鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯的制備過程。比較例稱取聚丙烯粉粒料650克，無鹵無磷阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽350克，將上述粒料在高速混合機(jī)中混合處理好，在加料速度lkg/min，擠出溫度為一區(qū)185°C、ニ區(qū)190°C、三區(qū)195°C、四區(qū)195°C、五區(qū)190°C、ロ模185°C，螺桿轉(zhuǎn)速50r/min的條件下，加入雙螺桿擠出機(jī)，經(jīng)擠出、冷卻、切粒，制得阻燃聚丙烯，在阻燃劑加入總量為35%，沒有加入鋯雙核配合物阻燃協(xié)效劑情況下，按GB/T2406-1993標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法測(cè)定，極限氧指數(shù)21. 5%，有熔滴現(xiàn)象，見圖2 (a)。實(shí)施例I :稱取聚丙烯粉粒料750克，無鹵無磷阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽212. 5克，鋯雙核配合物阻燃協(xié)效劑37. 5克，將上述粒料在高速混合機(jī)中混合處理好，在加料速度lkg/min，擠出溫度為一區(qū)185°C、ニ區(qū)190°C、三區(qū)195°C、四區(qū)195°C、五區(qū)190°C、ロ模185°C，螺桿轉(zhuǎn)速50r/min的條件下，加入雙螺桿擠出機(jī)，經(jīng)擠出、冷卻、切粒，制得本專利技術(shù)的鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯。極限氧指數(shù)25. 7%，無熔滴現(xiàn)象，見圖2(b)。實(shí)施例2 :稱取聚丙烯粉粒料650克，無鹵無磷阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽320克， 鋯雙核配合物阻燃協(xié)效劑30克，將上述粒料在高速混合機(jī)中混合處理好，在加料速度Ikg/min，擠出溫度為一區(qū) 185°C、ニ區(qū) 190°C、三區(qū) 195°C、四區(qū) 195°C、五區(qū) 190°C、ロ模 185°C，螺桿轉(zhuǎn)速50r/min的條件下，加入雙螺桿擠出機(jī)，經(jīng)擠出、冷卻、切粒，制得本專利技術(shù)的鋯雙核配合物協(xié)同無齒無磷阻燃抗熔滴聚丙烯。極限氧指數(shù)29. 3%，無熔滴現(xiàn)象。實(shí)施例3 :稱取聚丙烯粉粒料800克，無鹵無磷阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽195克，鋯雙核配合物阻燃協(xié)效劑5克，將上述粒料在高速混合機(jī)中混合處理好，在加料速度Ikg/min，擠出溫度為一區(qū) 185°C、ニ區(qū) 190°C、三區(qū) 195°C、四區(qū) 195°C、五區(qū) 190°C、ロ模 185°C，螺桿轉(zhuǎn)速50r/min的條件下，加本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種鋯雙核配合物協(xié)同無鹵無磷阻燃抗熔滴聚丙烯，其特征在于所述的阻燃抗熔滴聚丙烯由聚丙烯粒料、無鹵無磷阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽和鋯雙核配合物阻燃協(xié)效劑混合組成，聚丙烯粒料、無鹵無磷阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽和鋯雙核配合物阻燃協(xié)效劑的質(zhì)量比為（60~80）:（19.5~35）:（0.5~5）。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王新龍，呂欣冉，金小荀，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京理工大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：