[发明专利]一种阻燃聚烯烃的制备方法及其产品

说明书

本发明公开了一种阻燃聚烯烃的制备方法及其产品，采用原位聚合法，通过将阻燃剂包裹于齐格勒‑纳塔催化剂的主催化剂中形成阻燃剂的催化剂包覆物，然后加入助催化剂形成齐格勒‑纳塔催化剂，用于催化烯烃单体的聚合反应，最后通过碱溶液进行后处理即得阻燃聚烯烃；本发明制得的阻燃聚烯烃解决了聚烯烃与阻燃剂界面相容性差的问题，使阻燃剂能够均匀的分散在聚烯烃基体中，一方面提高了聚烯烃的阻燃性能，另一方面，由于阻燃剂的分散均匀，因此阻燃剂的用量较少，聚烯烃的力学性能甚至有所提升。

技术领域

本发明涉及高分子材料生产技术领域，特别是涉及一种阻燃聚烯烃的制备方法及其产品。

背景技术

随着国民经济水平的提高和科学技术的不断发展，塑料、纤维和橡胶等聚合物材料及其制品在近年来得到了蓬勃发展，它们正逐步代替一些传统材料，如：钢材、金属、水泥及木材等材料，广泛应用于工业、农业、军事等各个领域。高分子化合物主要由碳、氢两种元素组成，所以绝大部分的高分子材料是易燃或可燃的产品，在给人们带来便捷的同时，也带来了巨大的火灾隐患。此外，聚合物材料在燃烧过程中会释放出大量的热、烟、毒性和腐蚀性气体，造成人员的烧伤和窒息，威胁到人们的生命和财产安全。目前对火灾的处理方式主要是使用灭火器，然而无论是何种灭火方式都不能从根本上解决问题。要想从根本上解决因使用聚合物材料给人们带来的火灾问题，只有从材料本身入手，提高材料的阻燃性能，才能做到真正的未雨绸缪。

聚烯烃具有相对密度小、耐化学药品性、耐水性好、良好的机械强度、电绝缘性等特点。可用于薄膜、管材、板材、各种成型制品、电线电缆等。在农业、包装、电子、电气、汽车、机械、日用杂品等方面有广泛的用途。然而,聚烯烃材料的氧指数一般都在20％以下，易燃，极易造成火灾，因此,开发阻燃聚烯烃具有重要的经济效益和社会效益。通常，阻燃聚烯烃通过熔融共混法将聚烯烃与各类阻燃剂进行共混所制备，然而聚烯烃为非极性聚合物，阻燃剂多为极性有机化合物或无机物，与聚烯烃界面相容性差，难以均匀分散于聚烯烃基体中，通常需要加入大量的阻燃剂才能达到令人满意的阻燃效果,从而导致所制备的阻燃聚烯烃材料力学性能极大的降低。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种阻燃聚烯烃的制备方法及其产品，其将聚烯烃阻燃剂包裹于齐格勒-纳塔催化剂中，随后将其用于烯烃单体的聚合，最后通过碱溶液进行处理得到阻燃性能优异的聚烯烃材料。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

技术方案一：

一种阻燃聚烯烃的制备方法，采用原位聚合法，通过将阻燃剂包裹于齐格勒-纳塔催化剂的主催化剂中形成阻燃剂的催化剂包覆物，然后加入助催化剂形成齐格勒-纳塔催化剂，用于催化烯烃单体的聚合反应，最后通过碱溶液进行后处理即得。

作为本发明的进一步改进，所述阻燃剂为无机阻燃剂、有机阻燃剂或其混合物。

作为本发明的进一步改进，所述有机阻燃剂为有机磷化物、有机氮化物、有机氮磷化合物中的至少一种。其中有机磷化物优选9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、多聚磷酸酯、多聚磷酸铵；有机氮化物优选三聚氰胺，三嗪，尿素，双氰胺；有机氮磷化合物优选DOPO与含氮化合物的反应物，如：[(6-羟基-6-二苯并[c,e][1,2]嗯膦英基)(苯基氨基)甲基]苯酚。

作为本发明的进一步改进，所述无机阻燃剂为氢氧化镁，氢氧化铝，蒙脱土，氧化钛，碳酸钙，氧化锌，云母，石墨烯，石墨，过渡金属二硫化物，氮化硼中的至少一种。

作为本发明的进一步改进，所述烯烃单体为乙烯、丙烯、α-烯烃、丁二烯、异戊二烯中的至少一种。

作为本发明的进一步改进，阻燃剂的催化剂包覆物的制备方法如下：

(1)将二氯化镁加入醇溶液中，升温至110～160℃，保温获得二氯化镁的醇配合物；所述二氯化镁与醇的质量比为1：2.5～10；