CN101230277A - 一种新颖的无卤阻燃材料 - Google Patents

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CN101230277A CNA2007101735880A CN200710173588A CN101230277A CN 101230277 A CN101230277 A CN 101230277A CN A2007101735880 A CNA2007101735880 A CN A2007101735880A CN 200710173588 A CN200710173588 A CN 200710173588A CN 101230277 A CN101230277 A CN 101230277A
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李到
王幸宜
顾竞
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Abstract

本发明公开了一种新颖的无卤阻燃材料，其特征在于，由磷氮膨胀型阻燃剂和氧化铈及其阻燃的有机聚合物构成。本发明采用氧化铈和磷氮系膨胀型阻燃剂配伍使用，使磷氮系膨胀型阻燃剂阻燃有机聚合物的阻燃性能提高，进而减少了阻燃剂的量，使材料的成本下降，机械性能提高。

Description

一种新颖的无卤阻燃材料
技术领域
本发明涉及一种新颖的无卤阻燃材料，尤其涉及氧化铈促进的磷氮系膨胀型阻燃材料。
背景技术
磷氮系膨胀型阻燃材料(IFR)以磷、氮为主要成分，不含卤素，它是在用作阻燃涂料的基础上发展起来的一种新型阻燃材料，如公开号为CN 1446844A公开的阻燃材料。含IFR的高聚材料受热燃烧时，表面生成一层碳质泡沫层，能隔热、隔氧、抑烟，并能防止熔滴行为，对长时间或重复暴露在火焰中具有很好的抵抗性。
IFR是一种非常有发展前途的新型阻燃剂，已经越来越受到人们的重视。如季戊四醇类磷酸酯、双季戊四醇磷酸酯及三季戊四醇磷酸酯、季戊四醇类亚磷酸酯及其相应的蜜胺盐等。
但是，所述的IFR存在着易于热分解缺陷，用于聚烯烃的阻燃，直接影响材料的热稳定性、使用性能和加工性能。因此，如何提高对所述的材料的热稳定性，如加入层状粘土制备纳米有机复合物等，是有关人员所十分关注的课题。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种新颖的无卤阻燃材料，以克服现有技术中缺陷。
本发明的一种新颖的无卤阻燃材料由磷氮膨胀型阻燃剂和氧化铈构成，磷氮膨胀型阻燃剂与氧化铈的重量比为20～100∶0.1～10；优选的质量比例为20∶0.5～1.5；
氧化铈含量太少，不能与阻燃剂完全接触；氧化铈含量太多，阻燃剂的成本上升，阻燃剂的性能发生变化。
所说的有机聚合物可以是聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、乙烯醋酸乙烯酯共聚物。磷氮膨胀型阻燃剂和氧化铈构成的阻燃剂与有机聚合物的比例为：10～30∶50～100，优先的质量比例为15～20∶80～100。磷氮膨胀型阻燃剂和氧化铈含量太高，影响有机聚合物的机械性能和加工性能；含量太低，阻燃性能下降。
所说的磷氮膨胀型阻燃剂可以是在中国发明专利CN 1446844A公开方法制备的双季戊四醇磷酸酯蜜胺盐，其结构为：
Figure S2007101735880D00021
所说的磷氮膨胀型阻燃剂也可以是市售的聚磷酸按(APP)或三聚氰胺磷酸酯(MPP)与季戊四醇的复配体系。
所说的氧化铈在市场上可以购得。
本发明对磷氮系膨胀型阻燃材料，如多季戊四醇类磷酸酯蜜胺盐或聚磷酸胺(APP)或三聚氰胺磷酸酯(MPP)与季戊四醇的复配体系，采用与氧化铈配伍使用，使磷氮系膨胀型阻燃材料的阻燃性能大大提高，从而降低了磷氮系膨胀型阻燃材料在有机聚合物中的添加量，得到的阻燃有机聚合物机械性能好，阻燃性高，低烟、无毒、无腐蚀性，对环境友好。
具体实施方式
实施例1
按中国发明专利CN 1446844A中提及的方法所制备的双季戊四醇磷酸酯蜜胺盐粉末(颗粒平均尺寸为10μm)17g、18g、18.5g、19g、19.5g分别和3g、2g、1.5g、1g、0.5g氧化铈，并将该混合物和80g聚丙烯加入到双辊塑炼机中，185℃混炼10min，使其混合均匀，在硫化机上185℃液压成型，万能制样机制样，样品尺寸为100×100×3mm。采用氧指数仪JF-3，依据ASTME-1354标准，测定材料的阻燃性能。同时测试其热失重，测试结果见附图1。当氧化铈的含量为0.5wt％和1wt％时，阻燃PP的极限氧指数有所提高，分别为33％和35％，不加氧化铈时阻燃PP的极限氧指数为28％。
实施例2
氧化铈3g、2g、1.5g、1g、0.5g分别与17g、18g、18.5g、19g、19.5g聚磷酸胺和季戊四醇的混合物(聚磷酸胺和季戊四醇比为2∶1重量比)混合，并将该混合物和80g聚丙烯加入到双辊塑炼机中。按实施例1的方法制样，测试其热失重和阻燃性能，结果见表2。
表2不同含量的氧化铈对阻燃PP的影响
    氧化铈(％)     0  0.5     1.0     1.5   2.0     3.0
    20％的失重温度(℃)极限氧指数(％)     38528   39032   39534   39235   39535   40034
实施例3
氧化铈3g、2g、1.5g、1g、0.5g分别与17g、18g、18.5g、19g、19.5g三聚氰胺磷酸盐和季戊四醇的混合物(三聚氰胺磷酸盐和季戊四醇比为2∶1重量比)混合，并将该混合物和80g聚丙烯加入到双辊塑炼机中。按实施例1的方法制样，测试其热失重，结果见附图2和表3。可以看出不同含量的ZSM-5，不管是氮气气氛还是氧气气氛，都可使三聚氰胺磷酸盐和季戊四醇的混合物阻燃的PP材料热稳定性有较大的提高。从极限氧指数可以看出，ZSM-5分子筛的加入，阻燃性能随加入量的增大，略有下降。
表3氧化铈添加量对阻燃材料PP氧指数影响
  阻燃PP     氧化铈在阻燃PP中的含量
    0.5     1.0     1.5     2.0     3.0
  极限氧指数(％)   28.7     31     33     35     34     34

Claims (2)

1.一种新颖的无卤阻燃材料，由磷氮膨胀型阻燃剂和氧化铈及其阻燃的有机聚合物构成。
所说的磷氮膨胀型阻燃剂，可以是在中国发明专利CN 1446844A中所发明的如季戊四醇类磷酸酯、双季戊四醇磷酸酯及三季戊四醇磷酸酯、季戊四醇类亚磷酸酯及其相应的蜜胺盐，也可以是市售的聚磷酸按(APP)或三聚氰胺磷酸酯(MPP)与季戊四醇的复配体系；
所说的阻燃的有机聚合物，可以是聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、乙烯醋酸乙烯酯共聚物。
2.磷氮膨胀型阻燃剂和氧化铈的重量比为：20～100∶0.1～10；优选的质量比例为20∶0.5～1.5；磷氮膨胀型阻燃剂和氧化铈与有机聚合物的比例为：10～30∶50～100，优先的质量比例为15～20∶80～100。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101638583B (zh) * 2009-08-31 2012-07-11 中国科学技术大学 含有阻燃增效剂的氮磷类膨胀阻燃剂及其制备方法
CN103408837A (zh) * 2013-07-30 2013-11-27 大禹节水（天津）有限公司 一种聚丙烯用复合膨胀型阻燃剂

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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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