[发明专利]一种新型纳米阻燃复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型纳米阻燃复合材料。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二酯（PET）是应用最为广泛的合成纤维材料之一，被大量用作纤维和薄膜材料，而近年来PET作为工程塑料越来越受人们的重视，特别是玻纤增强PET工程塑料(Glass-fiber reinforced Poly(ethylene terephthalate)，简写为GF-PET)，不仅价格低廉，而且具有优异的尺寸稳定性、高强度和高模量等优点，使其在汽车、家电、电气、机械等领域有着越来越广泛的用途。然而，GF-PET 不可忽视的缺点之一便是其易燃性，18 ～20% 的低氧指数值以及燃烧时产生的大量烟，极易引发火灾并导致火势迅速蔓延，这对 PET材料的广泛应用造成极大限制。因此，开展 PET 材料尤其是 GF-PET 的阻燃研究尤为必要。

目前，在 PET 中添加有效的阻燃剂是最常见、有效而经济的方式之一。其中对聚酯类有效的阻燃剂可分为三类 ：

（1）卤系阻燃剂，其较早被开发用于聚酯的阻燃剂，且阻燃效率高、阻燃稳定性好、适应性广，一度占据统治地位，常见的有十溴二苯醚（DBDPO）、十溴二苯乙烷（DBDPE）、溴代聚苯乙烯（BPS）、溴代环氧树脂（BER）等。由于存在环保问题，曾经有些欧洲国家一度限制某些卤系阻燃剂的使用。但合成环保的卤系阻燃剂或者降低卤系阻燃剂的添加量均为可行的研究方向。（2）磷系阻燃剂，其可以分为有机和无机两种，其中无机磷系阻燃剂主要有红磷、磷酸三铵、磷酸氢二铵以及聚磷酸铵等 ；有机磷系阻燃剂主要有含卤磷酸酯、非卤磷酸酯、膦酸酯以及膦氧化合物等。最近出现的烷基次膦酸盐对尼龙和线性聚酯阻燃效果明显。磷系阻燃剂以其对聚酯优异的阻燃性能、环保和优良的综合性能而受到越来越多的研究。（3）无机氢氧化物阻燃剂，氢氧化镁等无机氢氧化物是另一种被应用于PET 的阻燃剂，以环境友好性赢得了业内人士的青睐 ；但该类阻燃剂添加量需达到 40wt% ～60wt% 才有好的阻燃效果，这严重影响了材料的机械性能，因此，在高分子材料加工的过程中，需要对其进行复配，从而提高阻燃效率，改善力学性能。

为了提高阻燃剂的阻燃效率，减少阻燃剂的用量，很多的阻燃协效剂被研究和开发。金属离子的协效作用已被广泛的证实，常见的元素有锑、锆、钼、铁、锰、锌等，一般多以金属盐的形式加入到基体中发挥作用。

稀土元素(RareEarth)是指元素周期表中镧系元素——镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕 (Nd)、钷 (Pm)、钐 (Sm)、铕 (Eu)、钆 (Gd)、铽 (Tb)、镝 (Dy)、钬 (Ho)、铒 (Er)、铥 (Tm)、镱(Yb)、镥 (Lu)，以及与镧系密切相关的两个元素——钪 (Sc) 和钇 (Y) 共 17 种元素，简称稀土(Re或R)。作为一种战略资源，多用于军事、冶金、石油化工、以及发光、永磁等新材料，素有“工业维生素”之称，其在我国资源丰富，品种齐全。但如何以稀土作为原料制备一种能降低卤素用量且又能充分提高阻燃效果的复合材料，成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型纳米阻燃复合材料。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种新型纳米阻燃复合材料，其特征在于，包括下列重量份数的物质：玻纤增强聚对苯二甲酸乙二酯35-70份，苯基膦酸稀土盐15-23份，氢氧化铝10-20份，乙烯-丙烯酸盐3-8份，高密度聚乙烯1-9份，磷酸二铵5-9份，六溴水散体3-11份，超氧化物歧化酶4-12份，四 (3,5- 二叔丁基 -4- 羟基 ) 苯丙酸季戊四醇酯10-18份，苯甲酸甲酯20-31份，聚乙烯醇5-17份，氯苯10-24份。

本发明的有益效果是：（1）本发明所自制的苯基膦酸稀土盐起始分解温度可达 300℃以上，不仅能满足聚对苯二甲酸乙二酯加工的要求，而且超过其他常见工程塑料的加工温度，因此其也可用于其他常见材料的阻燃，如 PBT、PA 等聚酯，应用范围广。

（2）减少阻燃剂的用量，节省成本，而且符合环保、节约的趋势，也可以从一定程度上证实出纳米稀土添加剂在材料阻燃方面有可观的应用前景。

（3）从实验结果看，本发明所用到的苯基膦酸稀土盐与含卤阻燃剂存在相当好的协同作用，这不仅拓宽了稀土在阻燃上的应用范围，而且提供了一种很好的卤系阻燃剂协效剂的合成途径。

（4）本发明所述的制备、加工方法简单易行，且效果明显，适合实际应用情况，有相当好的市场化的可能性。

具体实施方式

实施例1