[发明专利]一种阻燃抗静电塑料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于塑料领域，具体涉及一种阻燃抗静电塑料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯塑料由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。有等规物、无规物和间规物三种构型，工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体，无臭无毒。但聚丙烯塑料的氧指数低属于易燃高分子材料，在使用和研究等领域存在很大的局限性，遇热和放电过程中极易燃烧。通过加入阻燃剂以达到阻燃目的。阻燃剂大致分为卤素阻燃剂和无卤阻燃剂两种。溴系阻燃剂是卤素阻燃剂中使用最广阻燃性高的一类,对产品的物理与机械性能影响小。另外，聚丙烯塑料等高分子材料以其低廉的价格、出色的电绝缘性能、耐化学性能和良好的加工性能等而获得广泛应用。但是，高分子材料在使用过程中，因摩擦、外磁场感应等外部环境影响极易积聚静电荷，导致器件表面吸尘、薄膜闭合、电子器件击穿、电击和爆炸等灾害。

对于易燃烧的问题，通常会添加阻燃剂，无卤阻燃剂主要包括无机氢氧化物阻燃剂、无机磷系阻燃剂、氧化锑阻燃剂、钼化合物等。其中氢氧化铝在无卤阻燃剂中的消耗量最大。无机氢氧化物阻燃剂材料在燃烧时阻燃剂受热分解产生水分子，并吸收大量潜热使聚合物降解成低分子的速度减慢，减少了可燃气体的产生，达到阻燃效果。其中Al(OH)₃阻燃剂发展迅速广泛应用于各种材料，涂料、聚烯烃及部分橡胶制品中。我国已逐步开始研制和生产高效的Al(OH)₃阻燃剂。Mg(OH)₂比同类无卤阻燃剂的抑烟效果更好，适应性强能广泛应用于聚烯烃、共聚物中。Mg(OH)₂的阻燃抑烟性能、热稳定性等都高于目前使用量最大的Al(OH)₃阻燃剂。该阻燃体系作为无机粉状填料加入到材料中无机相与高分子材料相容性差，添加阻燃剂的量越多阻燃效果越好。但是其不足是，可能引起材料的力学性能降低，大量填充能降低材料的强度和韧性等机械性能，同时阻燃材料体系的黏度会很大，对成型加工过程造成很大困难。为确保材料的阻燃效果和力学性能应添加相应量的偶联剂、分散剂等助剂。偶联剂钛酸酯能增大两相界面的相互作用力提高相容性。

为消除静电灾害，工业上通常通过在高分子基材中添加抗静电剂的方法降低高分子材料的表面电阻率(Surface resistivity，Rs)或体积电阻率(Volume resistivity，Rv)。低分子量表面活性剂型抗静电剂是目前常用的抗静电剂，其抗静电机理是利用该抗静电剂在材料表面吸附水分降低Rs，达到抗静电的效果。此类抗静电剂在使用过程中存在诸多缺陷，对环境湿度的依赖性大、降低材料的耐热温度和表面特性等，并且其从高分子基材脱离后对环境产生负面影响。

因此，如何有效制备阻燃和抗静电效果好的塑料是目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种阻燃抗静电塑料及其制备方法。本发明的阻燃抗静电塑料采用复合阻燃剂，复合阻燃剂是将含有TiO₂@Al(OH)₃纳米粒子的醇相溶胶加入液态卤代磷酸酯中组成复合阻燃剂，其中卤代磷酸酯会吸附在TiO₂@Al(OH)₃纳米粒子的壳核结构上，形成TiO₂@Al(OH)₃@卤代磷酸酯的双层壳核结构，三者之间相同协同，有效提高复合阻燃剂的阻燃效果，还可以有效减少阻燃材料的加入量。本发明采用的复合阻燃剂是无机复合纳米粒子，其表面含有大量的-OH有良好的吸水效果，与抗静电剂配合，能有效增强抗静电剂效果。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种阻燃抗静电塑料，所述阻燃抗静电塑料由以下原料共混挤出制得，所述原料具体为：

聚丙烯树脂50～80份；

复合阻燃剂10～20份；

偶联剂0.2～0.4份；

分散剂16～20份；

抗静电剂0.1～0.3份；

所述复合阻燃剂为：将含有TiO₂@Al(OH)₃纳米粒子的醇相溶胶加入液态卤代磷酸酯中组成复合阻燃剂，其中卤代磷酸酯会吸附在TiO₂@Al(OH)₃壳核结构上。