CN103435844A - 一种阻燃催化剂及其构成的负载型阻燃催化剂 - Google Patents

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CN103435844A CN2013103151742A CN201310315174A CN103435844A CN 103435844 A CN103435844 A CN 103435844A CN 2013103151742 A CN2013103151742 A CN 2013103151742A CN 201310315174 A CN201310315174 A CN 201310315174A CN 103435844 A CN103435844 A CN 103435844A
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Abstract

本发明公开一种阻燃催化剂及其构成的负载型阻燃催化剂。阻燃催化剂，结构式为(A)nB，其中A+为咪唑阳离子、季铵阳离子、季鏻阳离子、吡咯阳离子、吡唑阳离子或吡啶阳离子，Bn-为多金属氧酸盐阴离子。负载型阻燃催化剂由阻燃催化剂与作为载体的粘土组成；阻燃催化剂的负载量为粘土的1～50wt﹪。该阻燃催化剂与聚合物基体具有良好的相容性，提高阻燃聚合物体系的成炭效率和阻燃性能，还具有良好的热稳定性、抗迁移性，环境友好等优点。采用粘土负载阻燃催化剂，利于其在聚合物中均匀分散,提高成炭效率。本发明采用浸渍法没有复杂的反应步骤，制备方法经济、简便，成本低廉，易于推广。

Description

一种阻燃催化剂及其构成的负载型阻燃催化剂
技术领域
本发明属于一种阻燃协同剂领域，尤其涉及一种能提高膨胀型阻燃剂成炭质量与速率，提高膨胀阻燃剂效率的阻燃催化剂及其构成的负载型阻燃催化剂。
背景技术
高分子材料因其质轻、易加工、耐腐蚀等优点，已成为国防建设和国民经济各个领域不过或缺的材料。但大多数高分子材料属于易燃、可燃材料，每年因高分子材料被引燃带来的火灾造成了重大的人员伤亡和财产损失。如何提高高分子材料的阻燃性能成为了世界性的研究热点，目前主要的方向是添加阻燃剂阻燃。但是单独使用某一种阻燃剂，其效率往往不够高，很难满足材料的使用要求，因此如何提高阻燃剂的效率是阻燃界关注的重点。其中通过不同阻燃剂的复合，或添加阻燃协效剂，如：阻燃催化剂、抑烟剂、促进剂等，目前已经有很多研究报道。其中添加阻燃催化剂是提高阻燃效率的有效方法之一，如添加固体酸、金属盐及其氧化物等。Bourbigots等（Polym Degrad and Stab,1996(54):275-287）研究了天然Zeolite对APP/PER阻燃体系阻燃聚丙烯的协效作用,研究表明，单一的聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）、Zeolite对聚丙烯的阻燃效果不明显，将5%的固体超强酸Zeolite加到APP/PER(2:1)的阻燃PP体系中时，体系的极限氧指数（LOI）从31%增加到38%，600℃时的燃烧成炭率从20.2%增加到23.4%，协效阻燃作用明显。田春明等（山西大学学报，26（3）：231-234）系统研究了氧化锌、氧化锰及稀土氧化物在膨胀阻燃聚丙烯体系中的协同作用，实验结果显示，添加1%的ZnO、MnO2、TiO2、ZrO2、CdO可以使APP/PER阻燃PP材料的LOI分别提高5%、3.5%、3.5%、2.5%、3.0%，残炭率增加且降解残余物的热稳定性得以提高。
多金属氧酸盐（polyoxometalate，简称POM）是由简单含氧酸盐在一定PH条件下缩合脱水生成的，仅由一种含氧酸盐缩合脱水得到的POM称为同多酸，而由两种或两种以上含氧酸盐脱水生成的POM称为杂多酸。多金属氧酸盐是
Figure BDA00003553615200021
酸，由于其强酸性与强氧化性，主要作为“绿色”固体酸催化剂取代传统硫酸等液体酸应用于催化有机合成反应。燃烧过程是一个剧烈的化学反应过程，也有报道将多金属氧酸盐用于高分子材料阻燃领域：Qiang Wu等（Polym Degrad and Stab,2001(74):255-261）将硅钨酸作为催化剂添加至聚丙烯/氮-磷膨胀型阻燃体系中，发现硅钨酸的有效促进P—O—C结构的生成，膨胀的残炭表层因此更紧实；此外，硅钨酸与膨胀型阻燃剂表现出协同效应，能提高复合体系的氧指数及高温热稳定性。Yuan Liu等（J.Appl Polym Sci,2008(107),14-20）将硅钨酸用作季戊四醇（PER）-三聚氰胺磷酸盐（MP）酯化反应生成季戊四醇磷酸盐-三聚氰胺盐（MPP）的催化剂。PER与MP在介质PP中进行反应挤出时，硅钨酸能降低反应温度并提高酯化反应转化率。燃烧实验证明硅钨酸能催化MPP成炭，并能改善炭层结构，明显提高复合材料的阻燃性能。
离子液体是完全由离子组成的盐，一般由有机阳离子和无机阴离子所组成，室温或低温下（<100℃）呈液态。与传统的有机溶剂、水、超临界流体等相比，离子液体具有不挥发，几乎没有蒸气压，液态状态范围宽，热稳定性高，不燃、不爆炸、不易氧化等特点，部分体系对水、空气均稳定，且原料易得，制备简单，绿色环保。目前离子液体的应用领域主要包括：催化；合成（作为溶剂）；分离提纯；电化学。在催化领域，功能化离子液体广泛应用于催化Fischer酯化反应，Mannich反应，Friedel-Crafts烷基化反应，醇脱水反应等方面。
随着离子液体研究种类的增多，基于多金属氧酸盐的离子液体的合成与应用也相继出现。中国专利申请号为201010174134.7和201110096081.6分别报道了阳离子为正-四辛基铵离子的基于Keggin型多金属氧酸盐的离子液体和基于Dawson型多金属氧酸盐的离子液体，并指出它们在催化合成领域的潜在应用。另有中国专利申请号200810032614.2报道了一种基于杂多酸的长链聚醚基咪唑型离子液体，并指出此离子液体所具有
Figure BDA00003553615200022
酸性使其拥有催化能力，能代替某些液相酸性催化剂。Yan Leng等（Angew.Chem.2009,121,174–177）合成出1-甲基-3-丙烷磺酰基咪唑磷钨酸盐离子液体([MIMPS]3PW12O40)，用其催化柠檬酸与丁醇酯化反应，发现130℃反应3h后产物柠檬酸三丁酯的收率达到95.8﹪，选择性高达98﹪，呈现良好的催化功能。丁永萍（辽宁大学硕士论文，2011）合成出基于磷钨酸、磷钼酸、硅钨酸等杂多酸的取代N-甲基咪唑离子液体，并将其应用于模拟燃油氧化脱硫过程，发现合适的基于杂多酸的离子液体催化脱硫达到99.9﹪，显示出优良的催化能力。
综上所述，目前国内外虽有很多关于阻燃催化剂和基于多金属氧酸盐的离子液体的制备方法及其应用于合成催化领域的文献与专利，但却未见将其应用于高分子阻燃材料领域的相关报道。而且普通的阻燃催化剂或多金属氧酸盐在聚合物中很难分散均匀，而基于多金属氧酸盐的离子液体结构调控方便，如调整有机修饰基结构可达到与不同极性高分子相容的目的，提高其在聚合物中的分散均匀性。而且基于多金属氧酸盐的离子液体热稳定性好，热分解温度普遍高于300℃，作为添加剂能满足多数热塑性树脂的加工要求。另外阴离子杂多酸是一种性能优良的固体酸催化剂。
目前，可用来作为催化剂载体的物质非常多，其中粘土是一种具有独特结构的纳米级矿物材料。因具有较高的比表面积，常被用作催化剂载体应用于合成领域。另外，粘土本身也是一种有效的阻燃协效剂。自从Gilam等（Sampe J.1997(33):40-46）详细研究尼龙6/粘土纳米复合材料燃烧性能并提出粘土主要通过凝聚相机理来提升阻燃效率的机理以来，粘土的阻燃性能研究得到广泛关注。随着研究的深入，粘土与膨胀型阻燃体系的复配与协同效应的研究也已成为阻燃技术的热点之一。Song RongJun等(Macromol Rapid Comm.2008,29:789-793)研究膨胀型阻燃剂与纳米蒙脱土协同阻燃PP，在总添加量为20﹪的聚磷酸铵（APP）/季戊四醇（PER）/三聚氰胺（MA）阻燃PP体系中，添加6﹪有机蒙脱土，复合材料达到UL94V-0级，热释放速率峰值（PHRR）下降了90﹪。Du Baoxian等（Appl ClaySci.2009(45):178-184）利用单组分的P-N膨胀型阻燃剂与有机蒙脱土复配阻燃改性PP，发现膨胀型阻燃剂与蒙脱土具有良好的协同阻燃作用，粘土的存在使膨胀阻燃剂燃烧过程中形成的炭层致密化程度得到提高，复合材料的阻燃性能与耐热性能提高更为显著。正如Gilman最先提出的观点一样，粘土通过凝聚相阻燃机理提升阻燃效率，使炭层得到增强，复合材料热释放速率得到明显降低。但膨胀阻燃聚合物/粘土复合材料要达到UL94V-0级，仍需要较大量添加膨胀阻燃剂，而这样将对造成材料力学性能的劣化。
根据基于多金属氧酸盐的离子液体结构特点，本专利将其应用于高分子材料阻燃领域，与膨胀型阻燃剂配合使用，旨在提高成炭质量和速率，进而提高阻燃剂的效率，开发高效绿色催化技术。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种阻燃催化剂。
一种阻燃催化剂，结构式为(A)nB，其中A+为咪唑阳离子、季铵阳离子、季鏻阳离子、吡咯阳离子、吡唑阳离子或吡啶阳离子，Bn-为多金属氧酸盐阴离子；
A+的化学结构式如下的一种：
Figure BDA00003553615200041
咪唑阳离子(a）；
Figure BDA00003553615200042
季铵阳离子(b）；
Figure BDA00003553615200043
季鏻阳离子(c）；
Figure BDA00003553615200044
吡咯阳离子(d）；
Figure BDA00003553615200045
吡唑阳离子(e）；
Figure BDA00003553615200051
吡啶阳离子(f）；
其中R1～R16各自独立选自由H、C1～C18烃基或C6～C12芳香基；
Bn-的化学结构式为[PW12O40]3-、[PMo12O40]3-、[SiW12O40]4-、[SiMo12O40]4-、[BW12O40]3-、[BMo12O40]3-、[AsW12O40]5-、[AsMo12O40]5-、[GeW12O40]4-、[GeMo12O40]4-、[PMo9V3O40]6-、[PMo10V2O40]5-、[PMo11VO40]4-、[P2W18O62]6-、[P2Mo18O62]6-、[As2W18O62]6-、[As2Mo18O62]6-、[W6O19]2-、[Mo6O19]2-、[V6O19]8-或[Nb6O19]8-。
该阻燃催化剂优选为1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐、1-苯基咪唑磷钼酸盐、双十二烷基二甲基季铵锗钨酸盐、双十六烷基二甲基季鏻磷钼钒酸盐或十八烷基吡啶六钨酸盐。
本发明阻燃催化剂与膨胀型阻燃剂配合使用时，效果更显著。
所述的膨胀阻燃剂由酸源、炭源、气源按质量比（2～4）：（0～1）：（0～1）混合而成，其中酸源为聚磷酸铵(APP)或三聚氰胺磷酸盐(MPP)，炭源为季戊四醇(PER)、双季戊四醇(DPER)、三季戊四醇(TPER)、酚醛树脂(PF)、淀粉(AM)或环糊精(DT)，气源为三聚氰胺(MA)。
本发明的另一个目的是提供一种负载型阻燃催化剂。
本发明的负载型阻燃催化剂由阻燃催化剂与作为载体的粘土组成。
所述的负载型阻燃催化剂中阻燃催化剂的负载量为粘土的1～50wt﹪。
作为优选，所述的负载型阻燃催化剂中阻燃催化剂的负载量为粘土的5～20wt﹪。
所述的粘土为天然蒙脱土、钠基蒙脱土、锂基蒙脱土、钙基蒙脱土、人工合成蒙脱土、膨润土、凹凸棒土、蛭石、绿脱石、贝得石、落岭石、皂石、斯皂石、麦加石、水滑石，或者上述粘土的有机改性物以及高岭石有机改性物。
作为优选，所述的粘土为天然蒙脱土、钠基蒙脱土、锂基蒙脱土、有机改性蒙脱土、凹凸棒土、蛭石或水滑石。
所述的负载型阻燃催化剂采用浸渍法制备得到，具体是：
将粘土分散于去离子水中，得到粘土悬浮液，其中粘土与去离子水的质量比为（0.05～0.10）：1；再将阻燃催化剂分散于乙醇中，配制成催化剂溶液；其中阻燃催化剂与乙醇的质量比为（0.1～0.25）：1；然后将分散好的粘土悬浮液与催化剂溶液混合，浸渍6～18h后，蒸馏除去溶剂，干燥，得到阻燃催化剂负载量为粘土1～50wt﹪的负载型阻燃催化剂；其中催化剂溶液中阻燃催化剂与粘土悬浮液中粘土的质量比为(0.01～0.5):1。
本发明负载型阻燃催化剂与膨胀型阻燃剂配合使用时，本发明负载型阻燃催化剂与膨胀型阻燃剂的质量比为1：（5～20），效果更显著。
所述的膨胀阻燃剂由酸源、炭源、气源按质量比（2～4）：（0～1）：（0～1）混合而成，其中酸源为聚磷酸铵(APP)或三聚氰胺磷酸盐(MPP)，炭源为季戊四醇(PER)、双季戊四醇(DPER)、三季戊四醇(TPER)、酚醛树脂(PF)、淀粉(AM)或环糊精(DT)，气源为三聚氰胺(MA)。
本发明提供的阻燃催化剂由于阴离子部分是具催化活性的多金属氧酸盐，高温下能够催化膨胀型阻燃体系的成炭反应，提高阻燃体系的效率；由于其阳离子部分含有有机链，与聚合物有良好相容性，并具有良好的抗迁移性，而且可以调节取代基的链长，调控其在聚合物中的分散。
本发明提供的阻燃催化剂在室温条件下呈现固态，应用于材料加工时，使用方便。
总之，本发明提供的阻燃催化剂具有：与聚合物基体良好的相容性，保持聚合物材料的良好的力学性能，提高聚合物的成炭阻燃效率，良好的抗迁移性，耐热性和对环境友好等特点。本发明提供的阻燃催化剂作为一类具有阻燃催化功能的新型离子液体，它不仅为新型高效绿色阻燃剂体系的设计提供了一种崭新的方法，而且为定向设计与合成具有特定功能的离子液体材料提供了有益信息，拓宽了离子液体的应用研究领域。
本发明采用粘土负载阻燃催化剂，将基于多金属氧酸盐的离子液体所具有的特性与载体-粘土结合起来，利用载体对阻燃催化剂进行稀释，一方面有效地增加了阻燃催化剂的比表面积，提高其催化膨胀型阻燃剂成炭的效率；另一方面，稀释后的阻燃催化剂体系具有更大的实际体积，有利于其在聚合物中均匀分散；而且，粘土与阻燃催化剂之间的范德华力可有效减少催化剂随时间推移向材料界面的迁移量，使材料具有更好的稳定性。此外，粘土与阻燃催化剂还可以发挥协同阻燃的效果，进一步提高阻燃效率。
本发明采用浸渍法将阻燃催化剂负载于粘土上，没有复杂的反应步骤，制备方法经济、简便，成本低廉，易于推广。
本发明采用粘土负载阻燃催化剂和膨胀型阻燃剂配合使用，阻燃催化剂可以提高膨胀型阻燃剂的成炭速度，粘土能增强膨胀型阻燃剂形成的炭层，最终赋予材料优异的阻燃性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的分析。
下面为阻燃催化剂的应用实施例：
实施例Ⅰ
取聚丙烯树脂（PP）835g，聚磷酸铵/季戊四醇(APP/PER)阻燃剂150g（其中聚磷酸铵：季戊四醇的质量比为3：1），1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐阻燃催化剂5g，其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加工温度、加料速度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PP粒。将制备得到的阻燃PP粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度200℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PP片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表1所示，对比例1为不添加阻燃催化剂的阻燃PP片材，若达到V-0级别时所需聚磷酸铵/季戊四醇（APP/PER）阻燃剂的最低添加量为27wt﹪。
表1实施例Ⅰ与对比例1比较表
Figure BDA00003553615200071
实施例Ⅱ
将聚丙烯树脂（PP）785g、聚磷酸铵（APP）阻燃剂200g、双十二烷基二甲基季铵锗钨酸盐阻燃催化剂5g、其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加料速度、加工温度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PP粒，其中加工温度控制在200℃。将制备得到的阻燃PP粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度200℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PP片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表2所示，对比例2为不添加阻燃催化剂的阻燃PP片材，若达到V-0级别时所需聚磷酸铵（APP）阻燃剂的最低添加量为30wt﹪。
表2实施例Ⅱ与对比例2比较表
Figure BDA00003553615200081
实施例Ⅲ
将聚丙烯树脂（PP）835g、三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)阻燃剂150g、1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐5g、其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加料速度、加工温度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PP粒。将制备得到的阻燃PP粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度200℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PP片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表3所示，对比例3为不添加阻燃催化剂的阻燃PP片材，若达到V-0级别时所需三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)阻燃剂的最低添加量为25wt﹪。
表3实施例Ⅲ与对比例3比较表
Figure BDA00003553615200082
实施例Ⅳ
取聚丙烯树脂（PP）835g，聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺(APP/PER/MA)阻燃剂150g（其中聚磷酸铵：季戊四醇：三聚氰胺的质量比为2:1:1），1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐阻燃催化剂5g，其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加工温度、加料速度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PP粒。将制备得到的阻燃PP粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度200℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PP片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表4所示，对比例4为不添加阻燃催化剂的阻燃PP片材，若达到V-0级别时所需聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺(APP/PER/MA)阻燃剂的最低添加量为27wt﹪。
表4实施例Ⅳ与对比例4比较表
实施例Ⅴ
取聚丙烯树脂（PP）835g，三聚氰胺聚磷酸盐/季戊四醇/三聚氰胺(MPP/PER/MA)阻燃剂150g（其中三聚氰胺聚磷酸盐：季戊四醇：三聚氰胺的质量比为4:1:1），1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐阻燃催化剂5g，其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加工温度、加料速度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PP粒。将制备得到的阻燃PP粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度200℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PP片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表5所示，对比例5为不添加阻燃催化剂的阻燃PP片材，若达到V-0级别时所需三聚氰胺聚磷酸盐/季戊四醇/三聚氰胺(MPP/PER/MA)阻燃剂的最低添加量为25wt﹪。
表5实施例Ⅴ与对比例5比较表
Figure BDA00003553615200101
实施例Ⅵ
将聚乙烯树脂（PE）825g、聚磷酸铵/季戊四醇(APP/PER)阻燃剂160g（其中聚磷酸铵：季戊四醇的质量比为3：1）、1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐5g、其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加料速度、加工温度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PE粒。将制备得到的阻燃PE粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度180℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PE片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表6所示，对比例6为不添加阻燃催化剂的阻燃PE片材，若达到V-0级别时所需聚磷酸铵/季戊四醇(APP/PER)阻燃剂的最低添加量为28wt﹪。
表6实施例Ⅵ与对比例6比较表
Figure BDA00003553615200102
实施例Ⅶ
将聚乙烯树脂（PE）785g、聚磷酸铵/双季戊四醇(APP/DPER)阻燃剂200g（其中聚磷酸铵：季戊四醇的质量比为3：1）、双十二烷基二甲基季铵锗钨酸盐5g、其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加料速度、加工温度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PE粒。将制备得到的阻燃PE粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度180℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PE片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表7所示，对比例7为不添加阻燃催化剂的阻燃PE片材，若达到V-0级别时所需聚磷酸铵/双季戊四醇(APP/DPER)阻燃剂的最低添加量为28wt﹪。
表7实施例Ⅶ与对比例7比较表
Figure BDA00003553615200111
实施例Ⅷ
将乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)树脂855g、三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)阻燃剂130g、双十六烷基二甲基季鏻磷钼钒酸盐5g、其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加料速度、加工温度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃EVA粒。将制备得到的阻燃EVA粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度160℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃EVA片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表8所示，对比例8为不添加阻燃催化剂的阻燃EVA片材，若达到V-0级别时所需三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)阻燃剂的最低添加量为15wt﹪。
表8实施例Ⅷ与对比例8比较表
Figure BDA00003553615200112
实施例Ⅸ
将乙烯-乙酸乙烯酯橡胶(EVM)865g、三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)阻燃剂120g、双十六烷基二甲基季鏻磷钼钒酸盐阻燃催化剂5g、其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加料速度、加工温度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃EVM粒。将制备得到的阻燃EVM粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度140℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃EVM片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表9所示，对比例9为不添加阻燃催化剂的阻燃EVM片材，若达到V-0级别时所需三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)阻燃剂的最低添加量为13wt﹪。
表9实施例Ⅸ与对比例9比较表
Figure BDA00003553615200121
实施例Ⅹ
取聚丙烯树脂（PP）830g，聚磷酸铵/三季戊四醇/三聚氰胺(APP/TPER/MA)阻燃剂150g(其中聚磷酸铵：三季戊四醇:三聚氰胺的质量比为2:1:1)，1-苯基咪唑磷钼酸盐阻燃催化剂10g，其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加工温度、加料速度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PP粒。将制备得到的阻燃PP粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度200℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PP片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表10所示，对比例10为不添加阻燃催化剂的阻燃PP片材，若达到V-0级别时所需聚磷酸铵/三季戊四醇/三聚氰胺(APP/TPER/MA)阻燃剂的最低添加量为25wt﹪。
表10实施例Ⅹ与对比例10比较表
Figure BDA00003553615200131
实施例Ⅺ
取聚丙烯树脂（PP）825g，三聚氰胺聚磷酸盐/酚醛树脂/三聚氰胺(MPP/PF/MA)阻燃剂160g(其中三聚氰胺聚磷酸盐：酚醛树脂：三聚氰胺的质量比为2:1:1)，1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐阻燃催化剂5g，其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加工温度、加料速度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PP粒。将制备得到的阻燃PP粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度200℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PP片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表11所示，对比例11为不添加阻燃催化剂的阻燃PP片材，若达到V-0级别时所需三聚氰胺聚磷酸盐/酚醛树脂/三聚氰胺(MPP/PF/MA)阻燃剂的最低添加量为26wt﹪。
表11实施例Ⅺ与对比例11比较表
Figure BDA00003553615200132
实施例Ⅻ
取聚乙烯树脂（PE）785g，聚磷酸铵/淀粉/三聚氰胺(APP/AM/MA)阻燃剂200g（其中聚磷酸铵:淀粉:三聚氰胺的质量比为2:1:1），1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐阻燃催化剂5g，其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加工温度、加料速度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PE粒。将制备得到的阻燃PE粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度180℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PP片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表12所示，对比例12为不添加阻燃催化剂的阻燃PE片材，若达到V-0级别时所需聚磷酸铵/淀粉/三聚氰胺(APP/AM/MA)阻燃剂的最低添加量为30wt﹪。
表12实施例Ⅷ与对比例12比较表
Figure BDA00003553615200141
实施例ⅩⅢ
取聚乙烯树脂（PE）815g，聚磷酸铵/环糊精/三聚氰胺(APP/DT/MA)阻燃剂170g（其中聚磷酸铵:环糊精:三聚氰胺的质量比为2:1:1），1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐阻燃催化剂5g，其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加工温度、加料速度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PE粒。将制备得到的阻燃PE粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度180℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PE片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表13所示，对比例13为不添加阻燃催化剂的阻燃PE片材，若达到V-0级别时所需聚聚磷酸铵/环糊精/三聚氰胺(APP/DT/MA)阻燃剂的最低添加量为30wt﹪。
表13实施例ⅩⅢ与对比例13比较表
Figure BDA00003553615200142
上述实施例Ⅰ～ⅩⅢ与对比例1～13的比较中发现阻燃催化剂可减少阻燃剂的用量，并提高聚合物的成炭阻燃效率。
下面为负载型阻燃催化剂的制备实施例：
实施例1
将1kg天然蒙脱土分散于10kg去离子水中，得到粘土悬浮液；再将10g1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐分散于100g乙醇中，配制成催化剂溶液；然后将分散好的粘土悬浮液与催化剂溶液混合，浸渍6h后，蒸馏除去溶剂，干燥，得到催化剂负载量为天然蒙脱土1wt﹪的负载型阻燃催化剂。
实施例2
将100g钠基蒙脱土分散于1Kg去离子水中，得到粘土悬浮液；再将5g双十二烷基二甲基季铵锗钨酸盐分散于50g乙醇中，配制成催化剂溶液；然后将分散好的粘土悬浮液与催化剂溶液混合，浸渍18h后，蒸馏除去溶剂，干燥，得到催化剂负载量为钠基蒙脱土5wt﹪的负载型阻燃催化剂。
实施例3
将实施例2中的双十二烷基二甲基季铵锗钨酸盐替换成1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐，其他实验条件与实施例2相同，制得1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐负载量为钠基蒙脱土5wt﹪的负载型阻燃催化剂。
实施例4
将100g钠基蒙脱土分散于2kg去离子水中，得到粘土悬浮液；再将50g双十六烷基二甲基季鏻磷钼钒酸盐分散于200g乙醇中，配制成催化剂溶液；然后将分散好的粘土悬浮液与催化剂溶液混合，浸渍15h后，蒸馏除去溶剂，干燥，得到催化剂负载量为钠基蒙脱土50wt﹪的负载型阻燃催化剂。
实施例5
将100g钠基蒙脱土分散于2Kg去离子水中，得到粘土悬浮液；再将10g1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐分散于100g乙醇中，配制成催化剂溶液；然后将分散好的粘土悬浮液与催化剂溶液混合，浸渍18h后，蒸馏除去溶剂，干燥，得到催化剂负载量为钠基蒙脱土10wt﹪的负载型阻燃催化剂。
实施例6
将100g钠基蒙脱土分散于2Kg去离子水中，得到粘土悬浮液；再将20g1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐分散于100g乙醇中，配制成催化剂溶液；然后将分散好的粘土悬浮液与催化剂溶液混合，浸渍18h后，蒸馏除去溶剂，干燥，得到催化剂负载量为钠基蒙脱土20wt﹪的负载型阻燃催化剂。
实施例7
将实施例4中的钠基蒙脱土替换成凹凸棒土，其他实验条件与实施例4相同，制得1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐负载量为凹凸棒土10wt﹪的负载型阻燃催化剂。
实施例8
将实施例6中的钠基蒙脱土替换成凹凸棒土，其他实验条件与实施例6相同，制得1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐负载量为凹凸棒土20wt﹪的负载型阻燃催化剂。
实施例9
将实施例6中的1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐替换成十八烷基吡啶六钨酸盐，其他实验条件与实施例6相同，制得十八烷基吡啶六钨酸盐负载量为钠基蒙脱土20wt﹪的负载型阻燃催化剂。
实施例10
将100g凹凸棒土分散于2Kg去离子水中，得到粘土悬浮液；再将50g双十二烷基二甲基季铵锗钨酸盐分散于500g乙醇中，配制成催化剂溶液；然后将分散好的粘土悬浮液与催化剂溶液混合，浸渍18h后，蒸馏除去溶剂，干燥，得到催化剂负载量为凹凸棒土50wt﹪的负载型阻燃催化剂。
实施例11
将100g凹凸棒土分散于2Kg去离子水中，得到粘土悬浮液；再将1g1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐分散于10g乙醇中，配制成催化剂溶液；然后将分散好的粘土悬浮液与催化剂溶液混合，浸渍18h后，蒸馏除去溶剂，干燥，得到催化剂负载量为凹凸棒土1wt﹪的负载型阻燃催化剂。
实施例12
将100g锂基蒙脱土分散于2kg去离子水中，得到粘土悬浮液；再将50g双十六烷基二甲基季鏻磷钼钒酸盐分散于200g乙醇中，配制成催化剂溶液；然后将分散好的粘土悬浮液与催化剂溶液混合，浸渍10h后，蒸馏除去溶剂，干燥，得到催化剂负载量为锂基蒙脱土50wt﹪的负载型阻燃催化剂。
实施例13
将100g有机改性蒙脱土分散于2Kg去离子水中，得到粘土悬浮液；再将10g十八烷基吡啶六钨酸盐分散于100g乙醇中，配制成催化剂溶液；然后将分散好的粘土悬浮液与催化剂溶液混合，浸渍10h后，蒸馏除去溶剂，干燥，得到催化剂负载量为有机改性蒙脱土10wt﹪的负载型阻燃催化剂。
实施例14
将100g蛭石分散于2Kg去离子水中，得到粘土悬浮液；再将10g十八烷基吡啶六钨酸盐分散于100g乙醇中，配制成催化剂溶液；然后将分散好的粘土悬浮液与催化剂溶液混合，浸渍10h后，蒸馏除去溶剂，干燥，得到催化剂负载量为蛭石10wt﹪的负载型阻燃催化剂。
实施例15
将100g水滑石分散于2Kg去离子水中，得到粘土悬浮液；再将10g十八烷基吡啶六钨酸盐分散于100g乙醇中，配制成催化剂溶液；然后将分散好的粘土悬浮液与催化剂溶液混合，浸渍10h后，蒸馏除去溶剂，干燥，得到催化剂负载量为水滑石10wt﹪的负载型阻燃催化剂。
实施例16～38
将实施例15的水滑石分别逐一替换成钙基蒙脱土、人工合成蒙脱土、膨润土、绿脱石、贝得石、落岭石、皂石、斯皂石、麦加石、有机改性钠基蒙脱土、有机改性锂基蒙脱土、有机改性钙基蒙脱土、有机改性膨润土、有机改性凹凸棒土、有机改性蛭石、有机改性绿脱石、有机改性贝得石、有机改性落岭石、有机改性皂石、有机改性斯皂石、有机改性麦加石、有机改性水滑石、有机改性高岭石；其余实验条件均与实施例15相同，最终可得到催化剂负载量为粘土10wt﹪的负载型阻燃催化剂。
下面为负载型阻燃剂的应用实施例：
将上述实施例1～38得到的负载型阻燃催化剂加入到阻燃材料中做对比，如下：
实施例39
取聚丙烯树脂（PP）820g，聚磷酸铵/季戊四醇(APP/PER)阻燃剂150g（其中聚磷酸铵：季戊四醇的质量比为3：1），钠基蒙脱土负载1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐阻燃催化剂20g（其中1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐的负载量为钠基蒙脱土的10wt﹪），其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加工温度、加料速度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PP粒。将制备得到的阻燃PP粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度200℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PP片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表14所示，对比例14为不添加阻燃催化剂的阻燃PP片材，若达到V-0级别时所需聚磷酸铵/季戊四醇（APP/PER）阻燃剂的最低添加量为27wt﹪。
表14实施例39与对比例14比较表
实施例40
取聚丙烯树脂（PP）760g，聚磷酸铵(APP)阻燃剂200g，钠基蒙脱土负载1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐阻燃催化剂30g（其中1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐的负载量为钠基蒙脱土的5wt﹪），其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加工温度、加料速度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PP粒。将制备得到的阻燃PP粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度200℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PP片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表15所示，对比例15为不添加阻燃催化剂的阻燃PP片材，若达到V-0级别时所需聚磷酸铵（APP）阻燃剂的最低添加量为30wt﹪。
表15实施例40与对比例15比较表
Figure BDA00003553615200191
实施例41
取聚丙烯树脂（PP）810g，聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺(APP/PER/MA)阻燃剂150g（其中聚磷酸铵：季戊四醇：三聚氰胺的质量比为2:1:1），钠基蒙脱土负载双十二烷基二甲基季铵锗钨酸盐阻燃催化剂30g（其中双十二烷基二甲基季铵锗钨酸盐的负载量为钠基蒙脱土的5wt﹪），其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加工温度、加料速度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PP粒。将制备得到的阻燃PP粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度200℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PP片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表16所示，对比例16为不添加阻燃催化剂的阻燃PP片材，若达到V-0级别时所需聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺(APP/PER/MA)阻燃剂的最低添加量为27wt﹪。
表16实施例41与对比例16比较表
实施例42
取聚丙烯树脂（PP）820g，三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)阻燃剂150g，凹凸棒土负载1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐阻燃催化剂20g（其中1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐的负载量为凹凸棒土的10wt﹪），其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加工温度、加料速度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PP粒。将制备得到的阻燃PP粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度200℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PP片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表17所示，对比例17为不添加阻燃催化剂的阻燃PP片材，若达到V-0级别时所需三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)阻燃剂的最低添加量为25wt﹪。
表17实施例42与对比例17比较表
Figure BDA00003553615200201
实施例43
取聚丙烯树脂（PP）830g，三聚氰胺聚磷酸盐/季戊四醇/三聚氰胺(MPP/PER/MA)阻燃剂150g（其中三聚氰胺聚磷酸盐：季戊四醇：三聚氰胺的质量比为4:1:1），凹凸棒土负载1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐阻燃催化剂10g（其中1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐的负载量为凹凸棒土的1wt﹪），其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加工温度、加料速度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PP粒。将制备得到的阻燃PP粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度200℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PP片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表18所示，对比例18为不添加阻燃催化剂的阻燃PP片材，若达到V-0级别时所需三聚氰胺聚磷酸盐/季戊四醇/三聚氰胺(MPP/PER/MA)阻燃剂的最低添加量为25wt﹪。
表18实施例43与对比例18比较表
Figure BDA00003553615200202
Figure BDA00003553615200211
实施例44
取聚乙烯树脂（PE）810g，聚磷酸铵/季戊四醇(APP/PER)阻燃剂160g（其中聚磷酸铵：季戊四醇的质量比为3：1），钠基蒙脱土负载1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐阻燃催化剂20g（其中1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐负载量为钠基蒙脱土的10wt﹪），其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加工温度、加料速度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PE粒。将制备得到的阻燃PE粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度180℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PE片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表19所示，对比例19为不添加阻燃催化剂的阻燃PE片材，若达到V-0级别时所需聚磷酸铵/季戊四醇（APP/PER）阻燃剂的最低添加量为28wt﹪。
表19实施例44与对比例19比较表
Figure BDA00003553615200212
实施例45
取聚乙烯树脂（PE）780g，聚磷酸铵/双季戊四醇(APP/DPER)阻燃剂200g（其中聚磷酸铵：季戊四醇的质量比为3：1），凹凸棒土负载双十二烷基二甲基季铵锗钨酸盐阻燃催化剂10g（其中双十二烷基二甲基季铵锗钨酸盐负载量为凹凸棒土的50wt﹪），其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加工温度、加料速度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PE粒。将制备得到的阻燃PE粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度180℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PE片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表20所示，对比例20为不添加阻燃催化剂的阻燃PE片材，若达到V-0级别时所需聚磷酸铵/双季戊四醇(APP/DPER)阻燃剂的最低添加量为28wt﹪。
表20实施例45与对比例20比较表
Figure BDA00003553615200221
实施例46
取乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)树脂850g，三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)阻燃剂130g，钠基蒙脱土负载双十六烷基二甲基季鏻磷钼钒酸盐阻燃催化剂10g（其中双十六烷基二甲基季鏻磷钼钒酸盐负载量为钠基蒙脱土的50wt﹪），其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加工温度、加料速度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃EVA粒。将制备得到的阻燃EVA粒在60℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度160℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃EVA片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表21所示，对比例21为不添加阻燃催化剂的阻燃EVA片材，若达到V-0级别时所需三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)阻燃剂的最低添加量为15wt﹪。
表21实施例46与对比例21比较表
Figure BDA00003553615200222
实施例47
取乙烯-乙酸乙烯酯橡胶(EVM)860g，三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)阻燃剂120g，钠基蒙脱土负载十八烷基吡啶六钨酸盐阻燃催化剂10g（其中十八烷基吡啶六钨酸盐负载量为钠基蒙脱土的20wt﹪），其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加工温度、加料速度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃EVM粒。将制备得到的阻燃EVM粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度150℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃EVM片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表22所示，对比例22为不添加阻燃催化剂的阻燃EVM片材，若达到V-0级别时所需三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)阻燃剂的最低添加量为13wt﹪。
表22实施例47与对比例22比较表
Figure BDA00003553615200231
实施例48
取聚丙烯树脂（PP）830g，聚磷酸铵/三季戊四醇/三聚氰胺(APP/TPER/MA)阻燃剂150g(其中聚磷酸铵：三季戊四醇:三聚氰胺的质量比为2:1:1)，凹凸棒土负载1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐阻燃催化剂10g（其中1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐负载量为凹凸棒土的20wt﹪），其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加工温度、加料速度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PP粒。将制备得到的阻燃PP粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度200℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PP片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表23所示，对比例23为不添加阻燃催化剂的阻燃PP片材，若达到V-0级别时所需聚磷酸铵/三季戊四醇/三聚氰胺(APP/TPER/MA)阻燃剂的最低添加量为25wt﹪。
表23实施例48与对比例23比较表
Figure BDA00003553615200241
实施例49
取聚丙烯树脂（PP）810g，三聚氰胺聚磷酸盐/酚醛树脂/三聚氰胺(MPP/PF/MA)阻燃剂160g(其中三聚氰胺聚磷酸盐：酚醛树脂：三聚氰胺的质量比为2:1:1)，凹凸棒土负载1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐阻燃催化剂20g（其中1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐负载量为凹凸棒土的10wt﹪），其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加工温度、加料速度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PP粒。将制备得到的阻燃PP粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度200℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PP片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表24所示，对比例24为不添加阻燃催化剂的阻燃PP片材，若达到V-0级别时所需三聚氰胺聚磷酸盐/酚醛树脂/三聚氰胺(MPP/PF/MA)阻燃剂的最低添加量为26wt﹪。
表24实施例49与对比例24比较表
Figure BDA00003553615200242
实施例50
取聚乙烯树脂（PE）770g，聚磷酸铵/淀粉/三聚氰胺(APP/AM/MA)阻燃剂200g（其中聚磷酸铵:淀粉:三聚氰胺的质量比为2:1:1），钠基蒙脱土负载1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐阻燃催化剂20g（其中1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐负载量为钠基蒙脱土的20wt﹪），其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加工温度、加料速度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PE粒。将制备得到的阻燃PE粒在80℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度180℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PE片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表25所示，对比例25为不添加阻燃催化剂的阻燃PE片材，若达到V-0级别时所需聚磷酸铵/淀粉/三聚氰胺(APP/AM/MA)阻燃剂的最低添加量为30wt﹪。
表25实施例50与对比例25比较表
Figure BDA00003553615200251
实施例51
取聚乙烯树脂（PE）800g，聚磷酸铵/环糊精/三聚氰胺(APP/DT/MA)阻燃剂170g（其中聚磷酸铵:环糊精:三聚氰胺的质量比为2:1:1），钠基蒙脱土负载1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐阻燃催化剂20g（其中1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐负载量为钠基蒙脱土的20wt﹪），其它加工助剂10g加入到高速混合机掺混15分钟；在常规加工温度、加料速度和螺杆转速的条件下，将所得的混合物加入双螺杆挤出机的料筒中进行挤出、冷却、切料制得阻燃PE粒。将制备得到的阻燃PE粒在60℃下干燥5小时，然后利用平板硫化压机进行压片，热压温度180℃，热压时间2分钟，压力10MPa，冷压10分钟得阻燃PE片材，制样。按UL94标准测试其垂直燃烧性能为V-0级。
如表26所示，对比例26为不添加阻燃催化剂的阻燃PE片材，若达到V-0级别时所需聚磷酸铵/环糊精/三聚氰胺(APP/DT/MA)阻燃剂的最低添加量为30wt﹪。
表26实施例51与对比例26比较表
Figure BDA00003553615200261
上述实施例39～51与对比例14～26的比较中发现负载型阻燃催化剂可减少阻燃剂的用量，并提高聚合物的成炭阻燃效率。
上述实施例中1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐、1-苯基咪唑磷钼酸盐、双十二烷基二甲基季铵锗钨酸盐、双十六烷基二甲基季鏻磷钼钒酸盐、十八烷基吡啶六钨酸盐作为阻燃催化剂，其化学式均符合(A)nB，其中A+为咪唑阳离子、季铵阳离子、季鏻阳离子、吡咯阳离子、吡唑阳离子或吡啶阳离子，B n-为多金属氧酸盐阴离子；
A+的化学结构式如下的一种：
Figure BDA00003553615200262
咪唑阳离子(a）；
Figure BDA00003553615200263
季铵阳离子(b）；
Figure BDA00003553615200264
季鏻阳离子(c）；
Figure BDA00003553615200265
吡咯阳离子(d）；
Figure BDA00003553615200271
吡唑阳离子(e）；
Figure BDA00003553615200272
吡啶阳离子(f）；
其中R1～R16各自独立选自由H、C1～C18烃基或C6～C12芳香基。
Bn-的化学结构式为[PW12O40]3-、[PMo12O40]3-、[SiW12O40]4-、[SiMo12O40]4-、[BW12O40]3-、[BMo12O40]3-、[AsW12O40]5-、[AsMo12O40]5-、[GeW12O40]4-、[GeMo12O40]4-、[PMo9V3O40]6-、[PMo10V2O40]5-、[PMo11VO40]4-、[P2W18O62]6-、[P2Mo18O62]6-、[As2W18O62]6-、[As2Mo18O62]6-、[W6O19]2-、[Mo6O19]2-、[V6O19]8-或[Nb6O19]8-。
上述实施例并非是对于本发明的限制，本发明并非仅限于上述实施例，只要符合本发明要求，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种阻燃催化剂，其特征在于该催化剂的结构式为(A)nB；其中A+为咪唑阳离子、季铵阳离子、季鏻阳离子、吡咯阳离子、吡唑阳离子或吡啶阳离子，Bn-为多金属氧酸盐阴离子。
2.如权利要求1所述的一种阻燃催化剂，其特征在于A+的化学结构式如下的一种：
Figure FDA00003553615100011
咪唑阳离子(a）；
Figure FDA00003553615100012
季铵阳离子(b）；
Figure FDA00003553615100013
季鏻阳离子(c）；
Figure FDA00003553615100014
吡咯阳离子(d）；
Figure FDA00003553615100015
吡唑阳离子(e）；
Figure FDA00003553615100016
吡啶阳离子(f）；
其中R1～R16各自独立选自由H、C1～C18烃基或C6～C12芳香基。
3.如权利要求1所述的一种阻燃催化剂，其特征在于Bn-的化学结构式为[PW12O40]3-、[PMo12O40]3-、[SiW12O40]4-、[SiMo12O40]4-、[BW12O40]3-、[BMo12O40]3-、[AsW12O40]5-、[AsMo12O40]5-、[GeW12O40]4-、[GeMo12O40]4-、[PMo9V3O40]6-、[PMo10V2O40]5-、[PMo11VO40]4-、[P2W18O62]6-、[P2Mo18O62]6-、[As2W18O62]6-、[As2Mo18O62]6-、[W6O19]2-、[Mo6O19]2-、[V6O19]8-或[Nb6O19]8-。
4.如权利要求1所述的一种阻燃催化剂，其特征在于该阻燃催化剂与膨胀型阻燃剂配合使用，该阻燃催化剂能提高膨胀型阻燃剂成炭质量与速率，提高膨胀阻燃剂效率；
所述的膨胀阻燃剂由酸源、炭源、气源按质量比（2～4）：（0～1）：（0～1）混合而成，其中酸源为聚磷酸铵或三聚氰胺磷酸盐，炭源为季戊四醇、双季戊四醇、三季戊四醇、酚醛树脂、淀粉或环糊精，气源为三聚氰胺。
5.如权利要求1所述的一种阻燃催化剂，其特征在于该阻燃催化剂具体为1-丁基-3-甲基咪唑磷钼酸盐、1-苯基咪唑磷钼酸盐、双十二烷基二甲基季铵锗钨酸盐、双十六烷基二甲基季鏻磷钼钒酸盐或十八烷基吡啶六钨酸盐。
6.一种负载型阻燃催化剂，包括如权利要求1所述的一种阻燃催化剂、作为载体的粘土，其中阻燃催化剂的负载量为粘土的1～50wt﹪。
7.如权利要求6所述的一种负载型阻燃催化剂，其特征在于所述的粘土为天然蒙脱土、钠基蒙脱土、锂基蒙脱土、钙基蒙脱土、人工合成蒙脱土、膨润土、凹凸棒土、蛭石、绿脱石、贝得石、落岭石、皂石、斯皂石、麦加石、水滑石，或者上述粘土的有机改性物以及高岭石有机改性物。
8.如权利要求6所述的一种负载型阻燃催化剂，其特征在于所述的负载型阻燃催化剂中阻燃催化剂的负载量为粘土的5～20wt﹪。
9.如权利要求6所述的一种负载型阻燃催化剂，其特征在于所述的粘土为天然蒙脱土、钠基蒙脱土、锂基蒙脱土、有机改性蒙脱土、凹凸棒土、蛭石或水滑石。
10.如权利要求6所述的一种负载型阻燃催化剂，其特征在于该负载型阻燃催化剂与膨胀型阻燃剂配合使用，该负载型阻燃催化剂与膨胀型阻燃剂的质量比为1：（5～20）；
所述的膨胀阻燃剂由酸源、炭源、气源按质量比（2～4）：（0～1）：（0～1）混合而成，其中酸源为聚磷酸铵或三聚氰胺磷酸盐，炭源为季戊四醇、双季戊四醇、三季戊四醇、酚醛树脂、淀粉或环糊精，气源为三聚氰胺。
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