[发明专利]一种高分子材料助剂及其在高分子功能塑料中的应用

说明书

本发明公开了一种高分子材料助剂及其制备方法，由以下重量份原料制成：改性氢氧化铝40‑70份、蛭石20‑40份、改性稀土氧化物20‑40份、无机纳米粒子10‑30份、聚硅氧烷聚合物5‑10份、偶联剂1‑5份。本发明提供的高分子材料助剂，通过对氢氧化铝进行改性，通过将其载于二氧化钛纳米管中，提高了其阻燃性能的同时，也改善了其与高分子材料的相容性，最后通过硬脂酸对其表面进行包覆改性，即便在添加量较大的情况下，也不会引起高分子材料的力学性能降低。同时，本发明提供的高分子材料，可显著提高高分子材料的阻燃性能，降低烟密度，提高力学性能，同时还可以降低烟气释放量，降低燃烧时的毒性等，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于高分子材料助剂制备技术领域，具体涉及一种高分子材料助剂及其在高分子功能塑料中的应用。

背景技术

塑料，俗称树脂，是由单体经过某些反应所制得的高分子材料。常见的塑料主要包括五大通用塑料、四大工程塑料以及一些特种塑料。尽管塑料材料种类繁多，但是仍具有许多相同的特性，如质轻、比强度高、有较高的电阻率、热导率小、容易加工成型、耐磨耐腐蚀等。塑料助剂是指塑料在生产或成型过程中，为改善其成型加工条件、赋予材料某些特定的性能而添加的一些辅助药品。为了改变塑料某方面的性能，在塑料成型过程中将助剂加入树脂中成型，即可提高生产效率、改善加工性能或延长材料使用寿命。通常使用的塑料助剂中，既包括有无机物和有机物，也包括小分子和大分子的化合物，还包括单一物和混合物。

尽管塑料制品产量在不断增加，但是其存在着一个致命的缺点就是容易燃烧，燃烧时产生大量的热量和烟雾，还伴随着有毒气体的释放，不仅会酿成火灾，更让人们失去生命财产，流离失所，苦不堪言。随着现代化的不断推进，人们需求的不断增多，建筑的多元化、高层化、密集化，更容易引起火灾的发生。阻燃材料的研究显得非常重要，最初，20世纪50年代美国Hooker公司研制出多种含卤、含磷反应型阻燃剂单体，它们可以用于一系列缩聚高分子化合物。但是随着社会的发展，科技的进步以及人们对环保要求的提高，含卤素含卤阻燃剂危害的争论，从此无卤阻燃材料的研究引起了全球范围的广泛关注。

目前国内大部分无卤低烟阻燃高分子材料，包括无卤低烟阻燃电缆料，无卤阻燃低烟家电制造材料等，添加量最大的仍然是氢氧化镁和氢氧化铝粉体材料。大部分公司的无卤低烟阻燃材料为了使氧指数达到36以上，添加了大量的氢氧化镁或氢氧化铝粉体材料。过多的无机物添加导致复合材料的新能严重下降，牺牲了其它物理性能。

如中国专利文献CN101280086A公开了一种阻燃改性聚丙烯专用料，该阻燃改性聚丙烯专用料由下列质量配比的原料组成：聚丙烯树脂35～68％，复配阻燃剂20～35％，无机材料2～10％，尼龙树脂5～10％，增容剂5～10％。所述复配阻燃剂优选质量比为3:1聚磷酸铵与季戊四醇的复配物或者质量比为1:1的季戊四醇双磷酸酯二磷酰氯缩三聚氰胺与氢氧化镁的复配物。所述无机材料为粒径不大于10微米的蒙脱土、水滑石、沸石、滑石粉和凹凸棒土中的任一种。该阻燃改性聚丙烯专用料具有较好的阻燃、机械性能，但助剂添加量较大，且各助剂的功能较为单一。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高分子材料助剂，该助剂可显著提高高分子材料的阻燃性能，降低烟密度，提高力学性能，同时还可以降低烟气释放量，降低燃烧时的毒性等。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高分子材料助剂，由以下重量份原料制成：

优选的，所述无机纳米粒子为二氧化钛、二氧化硅、氧化锌和氧化铝的混合物，其质量比为1：1-3：1-2：0.5-2；所述聚硅氧烷聚合物为SFR-100、FCA-107、SIFR-870M中的一种或几种；所述偶联剂为KH550、KH560、KH792、SI69中的一种或几种。

优选的，所述改性氢氧化铝的制备方法，包括以下步骤：