[发明专利]一种生物基气源其及构成的阻燃聚烯烃复合物

说明书

本发明公开一种生物基气源其及构成的阻燃聚烯烃复合物。生物基气源是经过偶联剂表面处理的含氮碱基，其中含氮碱基包括A、G、T、C、U以及A‑T，G‑C，A‑U。阻燃聚烯烃复合物包括聚烯烃、由酸源、炭源、上述生物基气源混合而成的阻燃剂、协同剂、润滑剂、抗氧剂。本发明阻燃聚烯烃类复合物具有以下特点：阻燃效果好，阻燃剂添加量小，效率高，成本低，并保持聚烯烃良好力学性能和质轻优点；制品热稳定性好，阻燃剂和协效剂与聚烯烃加工及热解温度相匹配，加工过程不分解，不腐蚀设备；酸源、碳源、气源协同作用，在燃烧后形成致密膨胀炭层保护下层基体，显著提高复合物阻燃性能，能通过UL94V‑0级别，并且抗熔滴。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，具体涉及一种生物基气源其及构成的阻燃聚烯烃复合物。

背景技术

聚烯烃因其综合性能优异及性价比高等优点，已成为产量最大、用途最广的通用合成树脂。然而由于本身结构的原因，聚烯烃往往非常易燃，因而在使用过程中存在安全隐患。自从聚烯烃问世以来，这个问题一直困扰着用户。为了提高聚烯烃使用的安全性，必须对其进行阻燃改性。

添加阻燃剂到聚烯烃中是一种比较容易实现工业化的方法，也是当前市场上的主流方法。当前使用的阻燃剂包括卤系阻燃剂、无机阻燃剂及膨胀型阻燃剂等。但是每种阻燃剂都有其缺点，比如卤系阻燃剂燃烧时易放出有毒气体，造成二次伤害；无机阻燃剂添加量大造成比重增大，性能劣化；膨胀型阻燃剂效率不高等。随着科技的发展，当今世界对阻燃剂本身的毒性及阻燃材料的性能要求越来越多，因此，开发高效环保型阻燃剂及阻燃材料已成为阻燃剂发展的主要方向。

总体上来看，膨胀型阻燃剂具有无卤、低烟、无腐蚀性气体产生等优点，是目前环保型阻燃剂的关注热点。膨胀型阻燃剂通常以磷氮为主要阻燃元素，主要包括三种组分：酸源、碳源和气源。其作用效果主要取决于燃烧时在材料表面生成一层蓬松多孔结构的炭质泡沫层，从而隔热、隔氧，使聚合物自熄。在膨胀型阻燃剂中最为成熟的工业产品是作为酸源的聚磷酸铵，当前聚磷酸铵的生产厂家包括Clariant公司的Exolit AP系列，清远普塞呋磷化学有限公司的EPFR系列，杭州捷尔思阻燃化工有限公司JLS-APP系列，济南泰星精细化工有限公司的HT-208等，产品质量也比较稳定；碳源的研究也非常多，其中以三嗪系的碳源性能最为优越，黑龙江省润特科技有限公司已经有相关产品问世。然而对气源的研究相对较少，目前广为使用的仅有双氰胺、三聚氰胺等几种，而且由于耐热性的原因其使用范围也比较局限。总之尽管膨胀型阻燃剂研究报道非常多，但是其阻燃效率仍然不高，综合性能也还存在很多不足，有很大的进步空间。

综合考虑阻燃性能、力学性能、环保等各方面因素，发展膨胀型阻燃剂是解决聚烯烃材料阻燃问题的突破口，但膨胀型阻燃剂阻燃效率低、添加量大导致的力学性能弱化、成本攀升等问题亟待解决。而且，一个好的膨胀型阻燃剂体系不仅要求有适用的酸源、碳源或气源，而且也要求其间有良好的匹配性。这方面目前还未得到优异的解决方案。另外随着石化资源的匮乏，利用生物资源也是阻燃剂开发的一个重要方向。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种生物基气源其及构成的阻燃聚烯烃复合物，其目的是在保持聚烯烃良好的阻燃性能的前提下，提高阻燃效率，降低其阻燃剂的添加量，降低成本，并保持聚烯烃良好的机械性能。

生物基气源指的是经过偶联剂表面处理的含氮碱基，包括腺嘌呤(A)、鸟嘌呤(G)、胸腺嘧啶(T)、胞嘧啶(C)、尿嘧啶(U)以及它们的组合A-T，G-C，A-U；具体处理方法为：将含氮碱基浸渍于偶联剂溶液中进行处理2～5h,得到表面功能化的含氮碱基，其中偶联剂的用量为处理碱基重量的0.5～3％；

所述的偶联剂为钛酸四丁酯、钛酸四异丙酯、氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷、2-氨乙基-氨丙基三甲氧基硅烷、二乙烯三氨基丙基三甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基二甲氧基硅烷、氨乙基氨丙基甲基二乙氧基硅烷中的一种或多种；

所述的偶联剂溶液为下列中的一种：乙醇溶液、甲醇溶液、异丙醇溶液。