[发明专利]一种无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，该复合材料由以下组分按重量份制备而成：聚丙烯71‑80.6份，无卤阻燃剂16‑22份，双层中空介孔SiO₂3‑6份，热稳定剂0.2‑0.5份，加工助剂0.2‑0.5份。双层中空介孔SiO₂分散在基体中，其中的介孔结构形成“迷宫效应”，阻碍挥发性气体和表面燃烧热的传递。双层中空介孔SiO₂可提高无卤阻燃剂的分散效果，可提高材料的阻燃效果。介孔SiO₂材料表面极性较大，粘附性较好，可提高材料燃烧过程中的熔体强度。

技术领域

本发明属于高分子材料改性技术领域，特别涉及一种无卤阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯由于其质轻、优良的机械性能、较好的耐化学性能、耐候性等优点，被广泛应用于工业、农业、汽车工业、家电、电子电器等领域，特别是在家电、电子电器领域的应用，会对材料有阻燃性能的要求。传统的卤系阻燃剂具有较高的阻燃效率，但是在燃烧时会释放出大量有毒和具有腐蚀性的气体，对人类和环境存在着极大的隐患。而无卤阻燃剂的材料，在燃烧过程中虽然不会释放出有毒、腐蚀性气体，但是基体燃烧过程中仍然降解会产生大量烟雾，人体吸收大量烟雾时容易导致窒息而死亡。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种无卤阻燃聚丙烯复合材料，该复合材料能够提高阻燃效果和减少燃烧中烟雾密度。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种无卤阻燃聚丙烯复合材料，由以下组分按重量份制备而成：

优选的，所述聚丙烯为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中的至少一种；所述无卤阻燃剂为磷氮类膨胀型阻燃剂；所述热稳定剂为阻酚类热稳定剂、亚磷酸酯类热稳定剂、硫代酯类热稳定剂中的至少一种；所述加工助剂为金属皂类润滑剂、酰胺类润滑剂中的至少一种。

优选的，所述双层中空介孔SiO₂的制备方法为：

a.苯乙烯分散乳液的制备：

(1)取15mL苯乙烯，分别用质量浓度为8％-12％的NaOH溶液和蒸馏水洗涤三次后备用；

(2)向分别连接有机械搅拌器、冷凝管和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中依次加入1.0g-2.0g聚乙烯吡咯烷酮和60mL-80mL蒸馏水，在氮气保护下，机械搅拌至完全溶解后，加入15mL苯乙烯，在150rpm-200rpm的转速，60-80℃条件下回流1-2小时；

(3)向上述溶液中加入0.2g-0.3g的偶氮二异丁氰引发剂，温度继续反应30-40小时；

(4)将反应后得到的乳液离心分离，除去上清液后用蒸馏水洗涤3-5次，然后分散在蒸馏水中，得到PS分散乳液；

b.单壳层中空介孔SiO₂的合成流程：

(1)称取1.5g-2.2g的十六烷基三甲基溴化铵加入水和乙醇体积比为1:2-3的混合体系中，室温下搅拌5-15min后，加入2mL上述自制的PS分散乳液和8-9mL氨水；

(2)反应10-20min后逐滴加入10-15mL的正硅酸四乙酯，混合溶液在室温下继续搅拌反应30-40小时；

(3)将反应后的溶液离心分离后过滤物蒸馏水洗涤，放入50-70℃的烘箱中干燥10-20小时；

(4)干燥后的产物在马弗炉中550℃-600℃煅烧8-10小时去除PS模板即可得到单壳层介孔中空SiO₂材料；

c.双壳层中空介孔二氧化硅球的合成：