[发明专利]一种阻燃纳米复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种阻燃纳米复合材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚丙烯树脂80-100份、复配型纳米阻燃剂1-4份、纳米滑石粉5-15份、阻燃协效剂0.5-1.5份、抗滴落剂0.1-0.5份、相容剂1-4份、抗氧剂0.1-0.5份和增强剂0.5-1.5份；

复配型纳米阻燃剂包括以下重量份的组分：改性纳米蒙脱土10-20份、纳米氢氧化铝8-15份、纳米三聚磷酸铝2-6份和纳米氢氧化镁1-5份。

2.根据权利要求1所述的阻燃纳米复合材料，其特征在于，包括以下重量份的组分：聚丙烯树脂100份、复配型纳米阻燃剂3份、纳米滑石粉12份、阻燃协效剂1.0份、抗滴落剂0.3份、相容剂3份、抗氧剂0.3份和增强剂1.2份。

3.根据权利要求1或2所述的阻燃纳米复合材料，其特征在于，复配型纳米阻燃剂包括以下重量份的组分：改性纳米蒙脱土15份、纳米氢氧化铝10份、纳米三聚磷酸铝4份和纳米氢氧化镁2份。

4.根据权利要求3所述的阻燃纳米复合材料，其特征在于，改性纳米蒙脱土通过以下方法制备得到：将蒙脱土加入80-90℃水中，超声分散0.5-1h，制得浓度为5-10wt％的蒙脱土分散液，然后加入插层剂和质子化剂，控制温度为80-90℃，继续超声分散0.5-1h，然后过滤，得第一沉淀，将第一沉淀置于烧杯中，加入80-90℃水，搅拌0.5-1h，过滤，得第二沉淀，将第二沉淀置于烧杯中，加入80-90℃水，搅拌0.5-1h，过滤，得第三沉淀，将第三沉淀置于烧杯中，加入80-90℃水，搅拌0.5-1h，过滤，过滤后的物料经真空干燥后粉碎至物料粒径为300-400目，制得；其中，插层剂为十六烷基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基溴化铵、二甲基十八烷基溴化铵、二甲基苯乙基十二烷基氯化铵和甲基丙烯酰氧乙基-苄基-二甲基氯化铵中的一种或几种混合；质子化剂为硫酸、盐酸、磷酸、间苯二酸和邻苯二酸中的一种或几种混合；蒙脱土、插层剂和质子化剂的重量比为10-30:10-30:0.4-0.6。

5.根据权利要求3所述的阻燃纳米复合材料，其特征在于，纳米氢氧化铝粒径为20-50nm，纳米三聚磷酸铝粒径为20-40nm。

6.根据权利要求1或2所述的阻燃纳米复合材料，其特征在于，阻燃协效剂为氧化钼、氧化锌、对甲基磺酸钠、新戊二醇磷酸酯三聚氰胺、三(新戊二醇磷酸酯-磷-亚甲基)胺和聚磷酸铵中的一种或几种混合。

7.根据权利要求1或2所述的阻燃纳米复合材料，其特征在于，纳米滑石粉的粒径为60-80nm；抗滴落剂为粒径在20-40nm之间的聚四氟乙烯粒子。

8.根据权利要求1或2所述的阻燃纳米复合材料，其特征在于，相容剂为马来酸酐接枝聚丙烯；抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1076、抗氧剂1024和抗氧剂300中的一种或几种混合。

9.根据权利要求1或2所述的阻燃纳米复合材料，其特征在于，增强剂为改性碳纳米管，改性碳纳米管通过以下方法制备得到：将碳纳米管经浓硫酸和浓硝酸羧基化处理后得到羧基化碳纳米管，将羧基化碳纳米管和十二烷基苯磺酸钠混合，研磨，然后加入去离子水，超声分散2-3h，离心，将离心产物用去离子水清洗3-5次，然后真空干燥24-48h，制得。

10.如权利要求1-9任一项所述的阻燃纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将聚丙烯树脂、纳米滑石粉、相容剂、抗氧剂混合，搅拌30-40min；

(2)向步骤(1)所得物中加入增强剂，混合，搅拌30-40min；

(3)向步骤(2)所得物中加入复配型纳米阻燃剂、阻燃协效剂和抗滴落剂混合，搅拌10-20min，然后加入双螺杆挤出机中进行熔融塑化和捏合混炼，熔融温度控制在180-200℃，通过双螺杆挤出机挤出后，冷却、切粒、干燥，制得。