[发明专利]一种协同阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种协同阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，涉及改性聚丙烯材料技术领域，解决现有聚丙烯复合材料阻燃性较差、力学性能不佳以及制备成本较高技术问题，包含以下重量百分比的成分：热塑性聚丙烯树脂90％、磷腈阻燃剂0％～10％、协同阻燃剂0％～10％；本发明将热塑性聚丙烯树脂、磷腈阻燃剂、协同阻燃剂以不同的质量比混合均匀，通过熔融共混、挤出、造粒、烘干即得到磷腈阻燃剂与协同阻燃的热塑性复合材料；其氧指数可达到33.6％，阻燃等级达到UL‑94的V‑0等级，拉伸强度为31.8MPa；其中二维的MXene能够很好的协助磷腈阻燃剂，形成物理隔热碳层，阻止了树脂基的进一步氧化；由于二维的MXene材料具有优异的力学性能，还有助于提高复合材料的力学性能。

技术领域

本发明涉及改性聚丙烯材料技术领域，更具体的是涉及一种协同阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯因其良好的力学性能，较高的耐热性，化学性能好，电绝缘性好，几乎不吸水，成型加工性能好，而广泛的应用于汽车，建材，家电等领域，但是聚丙烯易燃，极大程度的限制了其应用，因此通过阻燃改性，可使其拥有更多的应用价值。

目前对于阻燃聚丙烯复合材料，其适用的阻燃剂有氢氧化镁、氢氧化铝、磷酸三酯、聚磷酸铵、八溴醚、磷酸三苯酯、六溴环十二烷、氮磷阻燃剂、硼酸锌、十溴二苯乙烷、包覆红磷、三异三聚氰酸酯等；而对于目前常用的卤素阻燃剂，虽然其拥有极好的阻燃性能，但是在其加工和燃烧过程成中会产生有毒气体，危害人体健康，所以更多的无卤阻燃剂被人们所研究；相反的对于磷腈阻燃剂，因为其天然的阻燃效果，其燃烧过程中没有有害气体的产生，而被广泛研究；对于PACP阻燃剂，虽然拥有很好的阻燃效果，但其添加量对材料的力学性能影响比较大；所以，通过添加其他阻燃体系，进行协同阻燃，减少PACP在阻燃复合材料中的使用比例。

MXene材料作为一种新型的二维材料，由于其具有高的长径比，出色的机械强度和刚度，因此通常用于增强聚合物材料的阻燃性和机械性能；同时MXene也具有良好的导电性、稳定性和丰富的表面官能团，对于其表面带有的羟基等极性官能团，可以显著的增强高分子材料；基于MXene二维的平面结构，一方面有助于增强材料的机械性能；另一方面有利于隔绝气体，从而使形成的碳层更厚和致密。

因此，将PACP与MXene以一定的质量比混合，一起加入到聚丙烯材料中，通过彼此的协同阻燃，从而在提高聚丙烯材料的阻燃性能的前提下减少PACP的用量；除此之外，还可以利用MXene提高复合材料的力学性能。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决现有聚丙烯复合材料阻燃性较差、力学性能不佳以及制成成本较高的问题，本发明提供一种协同阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，通过将PACP与MXene以一定的质量比混合加入到聚丙烯材料中，从而使制备的聚丙烯复合材料不仅有优异的阻燃性能和力学性能，还可以俭省材料制备的成本。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种协同阻燃聚丙烯复合材料，由以下重量百分比的组分制备而成：磷睛阻燃剂0％～10％，协同阻燃剂0％～10％，其余为热塑性聚丙烯树脂。

进一步的，协同阻燃聚丙烯复合材料由以下重量百分比的组分制备而成：磷睛阻燃剂2％～8％，协同阻燃剂2％～8％，其余为热塑性聚丙烯树脂。

进一步的，协同阻燃聚丙烯复合材料由以下重量百分比的组分制备而成：磷睛阻燃剂4％，协同阻燃剂6％，其余为热塑性聚丙烯树脂。

进一步的，协同阻燃聚丙烯复合材料由以下重量百分比的组分制备而成：磷睛阻燃剂6％，协同阻燃剂4％，其余为热塑性聚丙烯树脂。

进一步的，磷腈阻燃剂是六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP。

进一步的，六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP的合成步骤如下：