[发明专利]一种膨胀型复配阻燃体系阻燃聚甲醛及其制备方法

说明书

本发明公开了一种膨胀型复配阻燃体系阻燃聚甲醛，包括聚甲醛和膨胀复配阻燃体系，所述膨胀复配阻燃体系包括无机阻燃添加剂、吸醛剂、成炭剂、阻燃剂、硅烷偶联剂，各组分比例为：聚甲醛70份、无机阻燃添加剂0.1‑5份、吸醛剂6.9‑7.97份、成炭剂1.25‑5.98份、阻燃剂13.8‑15.94份、硅烷偶联剂0.3‑1.7份。本发明能充分发挥膨胀复配阻燃体系各组分之间的协同阻燃作用，在使用较低添加量复配阻燃体系提高阻燃聚甲醛阻燃效果的同时，减少了对阻燃聚甲醛力学性能的影响。

技术领域

本发明属于阻燃高分子材料制备领域，具体涉及一种膨胀型复配阻燃体系阻燃聚甲醛及其制备方法。

背景技术

聚甲醛是五大工程塑料之一，被广泛用来替代有色金属和合金，但其LOI只有15.0％，是最难阻燃的高分子材料之一。聚甲醛的易燃性由其分子结构特点决定，其分子链由亚甲基和氧构成，氧含量高达53％，燃烧时对外界氧的需求较少，能够在很低的氧浓度下迅速燃烧。另外，聚甲醛的热稳定性较差，受热易发生“拉链式”分解并产生甲醛，而甲醛是一种极易燃烧的低挥发性物质，燃烧时会加速聚甲醛的分解。

目前，针对聚甲醛的阻燃改性方法主要如下：一是从分子结构入手，通过使用新型共聚单体或采用各种不同的封端剂来提高聚甲醛的热稳定性(周珮珮.金荣福.合肥工业大学学报(自然科学版),1990,02:105-111)；二是通过添加阻燃剂来提高其阻燃性能(张青,陈英红,武慧智.塑料科技,2009,11:31-33)。从现有的文献报道来看，前者虽然能在一定程度上提高聚甲醛的热分解温度，但所得产品还远远达不到阻燃的要求；而后者作为一种最简单的提高材料阻燃性能的方法，在聚甲醛阻燃研究中也遇到了很多问题，如：聚甲醛分子链对酸性或碱性物质比较敏感，很多添加型阻燃剂会加剧聚甲醛在加工过程中的分解(刘鹏波,徐闻,李英杰.高分子材料科学与工,2004,20(6):120-123)；一般填料或阻燃剂与聚甲醛的相容性较差，既恶化材料的力学性能，又容易使阻燃聚甲醛出现“起霜”和“出汗”现象，从而导致其阻燃性能降低(Hatsuhiko Harashina,Yoshihisa Tajima,TakahitoItoh.Polymer Degradation and Stability,2006,91:1996-2002)；为了获得较好的阻燃效果，需在聚甲醛中添加大量的阻燃剂，因而会对其本身的理化性能产生极大的影响(张美玲,曲敏杰,李晶,等.塑料科技,2008,12:90-94)。但是，尽管添加型阻燃剂在提高聚甲醛阻燃性能的研究过程中还存在诸多问题，它依然是目前提高聚甲醛阻燃性能最为简单有效的方式。因此，寻找最佳的复配阻燃体系，充分发挥各组分之间的协效阻燃作用，在使用低添加量阻燃体系提高聚甲醛阻燃性能的同时尽量减少其力学性能降低等，均还值得深入地研究。

发明内容

本发明提供一种膨胀型复配阻燃体系阻燃聚甲醛及其制备方法，充分发挥膨胀复配阻燃体系各组分之间的协同阻燃作用，在使用较低添加量复配阻燃体系提高阻燃聚甲醛阻燃效果的同时，减少了对阻燃聚甲醛力学性能的影响。

本发明的技术方案如下：

一种膨胀型复配阻燃体系阻燃聚甲醛，包括聚甲醛和膨胀复配阻燃体系，所述膨胀复配阻燃体系包括无机阻燃添加剂、吸醛剂、成炭剂、阻燃剂、硅烷偶联剂，各组分重量百分比为：聚甲醛70份、无机阻燃添加剂0.1-5份、吸醛剂6.9-7.97份、成炭剂1.25-5.98份、阻燃剂13.8-15.94份、硅烷偶联剂0.3-1.7份。

优选的，所述无机添加剂为氧化铈，所述吸醛剂为三聚氰胺，所述成炭剂为季戊四醇、双季戊四醇中的一种，所述阻燃剂为聚磷酸铵，所述硅烷偶联剂为KH-560。

本发明还提供一种膨胀型复配阻燃体系阻燃聚甲醛的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)按如下重量百分比称量：聚甲醛70份、无机阻燃添加剂0.1-5份、吸醛剂6.9-7.97份、成炭剂1.25-5.98份、阻燃剂13.8-15.94份、硅烷偶联剂0.3-1.7份；