[发明专利]一种磷酸酯纳米复合阻燃母粒及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种磷酸酯纳米复合阻燃母粒及其制备方法。

背景技术

磷酸酯阻燃剂作为一种无卤阻燃剂受到广泛的应用，但是其大部分为液体，使用时工艺复杂，附加设备成本高；并且磷酸酯阻燃剂耐热性差，挥发性大，对基材的热性能影响严重，这也限制了磷酸酯广泛使用。鉴于磷酸酯的缺点，新的磷、氮阻燃剂相继开发，但受技术的影响，其大部分还存在着缺陷。

纳米材料技术，特别是纳米有机改性粘土，由于其在高分子中添加不仅可以改善高分子基体的力学性能和耐热性能，还可以提高基体的阻燃性能，在高分子材料中得到广泛的应用。但是其单独应用于塑料材料中，阻燃性能还无法达到实际使用的要求，这就影响了其作为一种阻燃材料在实际中的大规模推广应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种磷酸酯纳米复合阻燃母粒及其制备方法。旨在结合磷酸酯阻燃剂和有机改性粘土纳米阻燃的特点，解决现有磷酸酯阻燃剂液体添加，耐热性差、对基材的热性能影响严重的缺点。

所述的一种磷酸酯纳米复合阻燃母粒,其特征在于由以下重量百分比的原料构成：磷酸酯/有机粘土纳米复合阻燃剂40～75%、阻燃协效剂3～20%、载体树脂20～40%和抗氧剂0.1～0.5%。

所述的一种磷酸酯纳米复合阻燃母粒,其特征在于由以下重量百分比的原料构成：磷酸酯/有机粘土纳米复合阻燃剂45～65%、阻燃协效剂5～20%、载体树脂25～35%和抗氧剂0.2～0.4%。

所述的一种磷酸酯纳米复合阻燃母粒,其特征在于由以下重量百分比的原料构成：磷酸酯/有机粘土纳米复合阻燃剂53～60%、阻燃协效剂10～15%、载体树脂27～32%和抗氧剂0.25～0.35%。

所述的一种磷酸酯纳米复合阻燃母粒,其特征在于所述的磷酸酯/有机粘土纳米复合阻燃剂通过下述步骤制得：

按照磷酸酯阻燃剂80～100重量份、有机改性粘土1～20重量份和硅烷偶联剂0.1～2重量份进行配料；将磷酸酯阻燃剂加热至90～100℃，加入有机改性粘土和硅烷偶联剂，保持温度搅拌3～6小时，即得到磷酸酯/有机粘土纳米复合阻燃剂。

所述的一种磷酸酯纳米复合阻燃母粒,其特征在于所述的阻燃协效剂为线性酚醛树脂、硼酸锌、次磷酸铝和二氧化硅中的一种或多种。

所述的一种磷酸酯纳米复合阻燃母粒,其特征在于所述的载体树脂为马来酸酐接枝聚乙烯、马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或多种。

所述的一种磷酸酯纳米复合阻燃母粒,其特征在于所述的抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂300和抗氧剂168中的一种或多种。

所述的一种磷酸酯纳米复合阻燃母粒,其特征在于所述的磷酸酯阻燃剂为BDP、RDP和TPP中的一种或多种，所述的硅烷偶联剂为KH550、KH560和KH570中的一种或多种。

所述的一种磷酸酯纳米复合阻燃母粒,其特征在于按照磷酸酯阻燃剂85～95重量份、有机改性粘土5～15重量份和硅烷偶联剂0.5～1.5重量份进行配料。

所述的一种磷酸酯纳米复合阻燃母粒的制备方法,其特征在于包括以下工艺步骤：

将所述重量百分比的磷酸酯/有机粘土纳米复合阻燃剂、阻燃协效剂，载体树脂和抗氧剂放入捏合机中，搅拌混合10～15分钟，起料后在真空、60℃温度下烘干，得到预混料；将预混料放入双螺杆中融入、挤出、造粒，得到磷酸酯纳米复合阻燃母粒。

本发明中的原料均为现有产品，均可在市场上构成，其中有机改性粘土由浙江丰虹粘土化工有限公司生产销售。

本发明一种磷酸酯纳米复合阻燃母粒，既保持了磷系阻燃剂在塑料的阻燃性能，又保持了纳米蒙脱土在塑料的力学性能的增加，运用了两种材料的综合性能。与传统的磷酸酯阻燃剂相比，有如下的优点：

本发明的阻燃母粒保持了磷酸酯阻燃剂的增塑作用，但是又不急剧减少基体的力学性能和热性能；固体添加，不需要额外的液体加料设备；使用相容剂做为载体，同基体具有很好的相容性，解决了阻燃剂的添加对基体力学性能的影响。

具体实施方式

以下结合实施例来进一步说明本发明。

实施例1

1）磷酸酯/有机粘土纳米复合阻燃剂的制备

将100份BDP在搅拌作用下加热到100℃，分别加入2份偶联剂KH550和20份有机改性粘土，在100℃下，高速搅拌5小时，即得到磷酸酯/有机粘土纳米复合阻燃剂（BDP/OMMT)。

2）磷酸酯/有机粘土纳米复合阻燃母粒的制备