[发明专利]含有介孔二氧化钛‑水滑石杂化材料的阻燃复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物改性的技术领域，特别涉及含有介孔二氧化钛-水滑石杂化材料的阻燃复合材料及其制备方法。

背景技术

乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)是最主要的乙烯共聚物之一。EVA基体树脂与聚乙烯(PE)相比，由于分子链上引入了醋酸乙烯单体(VA)，从而降低了高结晶度，提高了柔韧性、耐冲击性、耐环境应力开裂性(ESCR)和良好的光学性能、耐低温及无毒特性。EVA树脂性能优良，用途广泛。可用于生产热熔胶、注射制品、薄膜、发泡体、管材、电线/电缆、板材等，亦可用于化学建材、油墨、涂料等生产中。据《聚合物燃烧及阻燃技术》(张军，纪奎江，夏延致等编著，化学出版社，2005年4月)介绍，EVA本身属于比较易燃的聚合物材料，其氧指数仅为17.0-19.0％，随醋酸乙烯酯含量的增加而有所增加，但成炭率低，燃烧时火焰剧烈并且伴有浓烈的黑烟，热释放量大，同时具有严重的熔滴滴淌现象，使其直接应用到工业上具有很大的局限性，所以阻燃乙烯—-醋酸乙烯共聚物的研究一直是当今乙烯—-醋酸乙烯共聚物材料研究的热点。目前国内外对乙烯—-醋酸乙烯共聚物阻燃处理主要是采用添加剂阻燃剂。据《阻燃剂的发展及在塑料中的应用》(塑料，31:11-15,2002)介绍，传统的阻燃剂(如卤系阻燃剂)在火灾中往往会产生很多有害气体，甚至提高了烟气的毒性和腐蚀性，易造成重大人员伤亡。而传统无卤阻燃剂，如铝镁氢氧化物等阻燃效果好、低烟无毒，但所需阻燃剂添加量大，并且其力学性能如拉伸强度、断裂强度下降。

水滑石作为一种传统意义上的环保型阻燃剂，多年前就已经作为热门领域被广大科研学者探索，但是水滑石阻燃进行一个创新性探索，也是目前背景下我们需要面临的一个问题，本发明起初试图通过合成一种新型的二氧化钛-水滑石杂化材料，将二氧化钛-水滑石杂化材料作为一种环保型阻燃剂单独添加到乙烯--醋酸乙烯共聚物中用作乙烯--醋酸乙烯共聚物阻燃，但是我们发现最终得到的阻燃材料，其阻燃性能和抑烟性能两者不能同时兼顾，同时存在乙烯-醋酸乙烯共聚物燃烧热释放量大和水滑石添加型阻燃剂用量大等缺点，甚至一度放弃了制备环保型阻燃材料的最初努力，然而随着试验的进行，我们惊奇的发现，采用特定种类的二氧化钛-水滑石，并且协同特定比例范围的乙烯--醋酸乙烯共聚物和二氧化钛-水滑石，可以制备得到阻燃性能和抑烟性能极佳的阻燃复合材料。综上所述，提供一种新的配方制备诱阻燃复合材料，具有重要意义。

发明内容

为了解决现有技术中的阻燃材料的阻燃效果和抑烟性能不佳的问题，本发明提供了一种介孔二氧化钛-水滑石杂化材料。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

含有介孔二氧化钛-水滑石杂化材料的阻燃复合材料，以质量百分数计，由95.00％-99.00％的乙烯-醋酸乙烯共聚物和1.00％-5.00％的介孔二氧化钛-水滑石杂化材料组成，所述介孔二氧化钛-水滑石杂化材料为介孔二氧化钛-镁铁水滑石杂化材料或介孔二氧化钛-镁铝铁水滑石杂化材料的一种或两种。

所述介孔二氧化钛-镁铁水滑石杂化材料或介孔二氧化钛-镁铝铁水滑石杂化材料均通过共沉淀法制备得到，介孔二氧化钛—水滑石引入Mg²⁺、Fe³⁺金属离子通过共沉淀法制备。

二氧化钛-镁铝铁水滑石和二氧化钛-镁铁水滑石具有氢氧化镁和氢氧化铝阻燃剂的优点，又克服了它们各自的不足，是一种很有希望的高效、无卤、无毒、低烟的新型环保阻燃剂。普通型金属氢氧化物颗粒具有较大的表面积，粒子之间的集聚成团性强，在高聚物中的分散性和相容性差；纳米接二氧化钛-水滑石在纳米尺寸下有可能具有一定的相容性，但是填料粒径过小，反倒降低了对燃耗过程的气体和烟颗粒的吸附；本发明采用采用了介孔级别的二氧化钛-水滑石杂化材料，竟还意外的发现，采用特定比例范围的乙烯--醋酸乙烯共聚物和二氧化钛-水滑石为原料，不需要添加现有技术中的交联剂和偶联剂，二氧化钛-水滑石就可以很好的分散中在基体树脂中，能更有效地增强树脂和填料之间的界面相互作用，而且能更有效地改善共混材料的力学和阻燃性能。