[发明专利]超支化聚酰胺酯与混合稀土氧化物复合制备无卤阻燃塑料母料及专用树脂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃塑料母料及专用树脂的制备方法，特别是涉及超支化聚酰胺酯/混合稀土氧化物复合无卤阻燃塑料母料及利用该母料制备的无卤阻燃塑料专用树脂的制备方法。

背景技术

“绿色”化学和化工革命，正促成高聚物材料阻燃化处理技术的不断发展，对阻燃助剂的综合性能的要求日趋变高，既要达到规定的阻燃级别，还要有良好的物理力学性能、耐腐蚀性、低烟性、无毒性及热稳定性等。

含卤阻燃技术通常采用多溴联苯(六溴联苯、八溴联苯、九溴联苯等)和多溴二苯醚(十溴二苯醚、八溴醚、四溴双酚A、五溴二苯醚、六溴环十二烷等)类物质作阻燃剂，工艺成熟、效果不错。然而，这些传统的含卤阻燃剂，有着其固有的缺陷：若从产品析出对人体具有潜在的危害，阻燃时不能抑烟而会释放有毒的卤化氢气体，正面临着淘汰的命运。2003年2月，欧盟议会和欧盟理事会出台的《关于在电气电子设备中限制使用某些有害物质指令》(ROHS)和《关于报废电子电气设备令》(WEEE)两个禁令，在阻燃剂方面明令限制多溴联苯和多溴二苯醚的使用。

无卤阻燃比较符合时代发展潮流，已经成为阻燃化处理技术的热点研究课题。目前无卤阻燃发展动态主要包括：(1)“绿色化”，发展低毒、少烟、高分子量的绿色产品；(2)“高效化”，对阻燃剂进行微细化，甚至纳米化处理，以及开发高效表面处理剂、高性能增效剂，进而发展新型、高效的协同阻燃体系。(3)“简单化”，制备集酸源、炭源和气源于一身的“三位一体”的阻燃剂，以简化阻燃剂的复配过程。已开发的无卤阻燃体系主要有：(i)无机填充阻燃，包括蒙脱土、氢氧化镁、氢氧化铝、潜在的氢氧化钙及其与红磷等物质的复配体系等。(ii)膨胀型阻燃，由成炭剂(炭源)、脱水剂(酸源)和发泡剂(气源)构成；成炭剂指含炭量高的多羟基有机化合物，常见的有季戊四醇、尼龙6(PA6)等；脱水剂主要是一些无机酸盐和无机酸酯类，如磷酸铵盐、磷酸酯、硼酸盐和硅酸盐等；常用的发泡剂有三聚氰胺、双氰胺、聚磷酸铵、硼酸胺、双氰胺甲醛树脂等。(iii)有机硅阻燃，一般单独使用有机硅的阻燃性能并不理想，常将之与其他阻燃剂互配协同阻燃。如，有机硅/磷协同阻燃作用非常显著。

从已见的研究无卤阻燃方面的公开文献看，采用支化含氮多羟基有机物与混合稀土氧化物(RE₂O₃)复配进行阻燃研究，目前未见报道。超支化聚酰胺酯(hyperbranched polyesteramide，简称为HBPEA)，可由商品化原料单体成功合成，分子键链中含有多活性羟端基(-OH)，及一定量的分子内腔羧基(-COOH)，极性和粘度等性质具有可调整性，多支化的结构在高温条件下与适宜的催化剂(如RE203)作用容易环化产生小分子挥发物质并生成不燃物质，是潜在的成炭剂、脱水剂、发泡剂的集成体。将HBPEA与RE₂O₃复合，可制得具兼有“绿色化”、“简单化”特点的高分子量无卤阻燃剂，将其与其它阻燃体系互配，有希望实现“高效化”。HBPEA/RE₂O₃复合无卤阻燃应用于高聚物材料阻燃化处理技术，有利于简化工艺，节约能源，提高社会和经济效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种超支化聚酰胺酯(HBPEA)与混合稀土氧化物(RE₂O₃)复合无卤阻燃塑料母料及利用该母料制备的无卤阻燃塑料专用树脂的制备方法。其技术方案是专利“一种混合稀土氧化物/超支化聚酰胺酯复合材料的制备方法”先将含有多活性羟端基(-OH)官能团的HBPEA与RE₂O₃进行物理混合或化学偶联处理制成复合高分子助剂(HBPEA/RE₂O₃)，再按实际需求配方量加入基体树脂、HBPEA/RE₂O₃、加工流动助剂、无机填料，混合均匀，挤出造粒，制得以HBPEA与RE₂O₃复合无卤阻燃为特征的塑料母粒料。同时依据不同使用要求，往母料继续加入基体树脂PE、PVC、PP或ABS，充分高速捏合和螺杆压挤混合，最后造粒制得无卤阻燃专用树脂。