CN110172178A - 一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,其是由聚烯烃70~94wt%、有机磷氮阻燃剂5~25wt%以及无机阻燃剂0.5~15wt%制成。本发明还公开所述阻燃型聚烯烃高分子复合材料的制备方法。本发明有益效果是:有机磷氮阻燃剂具有笼状优良结构,无卤、低毒且阻燃性能高效,可以用于替代卤系阻燃材料;使用有机磷氮阻燃剂与无机阻燃剂复配,两种阻燃剂协同增效,大大加强了聚烯烃与阻燃剂的相互作用,提升了整体的阻燃性,热释放速率下降60~80%;极限氧指数提升130~200%,可广泛应用于电缆、开关等家电家具及需阻燃的其他器件。
Description
技术邻域
本发明涉及阻燃材料领域,尤其是一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料及其制备方法。
背景技术
聚烯烃材料的用途非常广泛,具有低密度、低毒、易加工以及抗电阻性强等特点。但聚烯烃材料是一种易燃材料,需要对其进行阻燃改性。目前使用最为广泛的阻燃剂为含卤阻燃剂。但是,发生火灾时,含卤阻燃剂会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体,将会造成二次危害,严重威胁人类健康,并且对环境造成污染。研发环保、高效的新型阻燃剂替代含卤阻燃剂是目前急需解决的技术难题,也是阻燃剂的发展趋势。
发明内容
本发明的目的在于针对以上所述现有技术存在的不足,提供一种有效增加聚烯烃热稳定性,提高其阻燃性能的阻燃型聚烯烃高分子复合材料。
本发明的另一目的在于提供上述阻燃型聚烯烃高分子复合材料的制备方法,制备简便,且工序简单。
为了达到以上目的,本发明采用的技术方案是:一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,由以下质量百分数的组分制成:
聚烯烃 70~94wt%
有机磷氮阻燃剂 5~25wt%
无机阻燃剂 0.5~15wt%
所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯或聚氯乙烯中的一种。
所述无机阻燃剂为有机蒙脱土、氮化硼、聚磷酸铵、锡酸锌或磷酸锆中的一种或两种以上的组合。
所述有机磷氮阻燃剂,由季戊四醇磷酸酯进行磷改性和氮改性制成,具有笼状结构。其中笼状结构是指具有三维结构,且为中空、笼状大分子的统称。
所有机磷氮阻燃剂的制备方法,其包括的步骤如下:
(1)5~30℃条件下,将磷改性剂溶解在溶剂中;
(2)在氮气氛围下,在步骤(1)溶液中加入季戊四醇磷酸酯(1-氧基磷杂-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷)溶液,其中季戊四醇磷酸酯与磷改性剂的摩尔比为1:1~1:3;待季戊四醇磷酸酯完全溶解后,采用阶段升温的方式进行加热反应,反应时间5~15小时,反应完成后,降低温度至室温,最后干燥制得阻燃剂中间体;
(3)在氮气氛围下,将步骤(2)的中间体溶解在三氯甲烷中,加入氮改性剂,其中,中间体与氮改性剂的摩尔比为1:1~1:3;待中间体和氮改性剂溶解后,采用阶段升温的方式进行加热反应,反应时间6~16小时,反应完成后,降低温度至室温,最后干燥得到笼状有机磷氮阻燃剂;
所述溶剂为乙腈或1,4-二氧六环。
所述磷改性剂为苯磷酰二氯或三氯氧磷。
所述(1)步骤中,磷改性剂溶解在溶剂,浓度为1~10g/100ml。
所述(2)步骤中,季戊四醇磷酸酯溶液的浓度为1~10g/100ml。
所述(2)步骤中,将中间体溶解在三氯甲烷中的浓度为1~10g/100ml。
所述氮改性剂为苯胺或2-氨基吡啶。
所述步骤(2)中制备阻燃剂中间体时的阶段升温方式为:第一阶段20~50℃保持1~5小时,第二阶段50~70℃保持4~10小时。
所述步骤(3)中制备有机磷阻燃剂时的阶段升温方式为:25~45℃保持2~10小时,第二阶段50~60℃保持4~6小时。
本发明制得的磷系有机磷氮阻燃剂具有笼状结构,具有无卤、低毒、高效的阻燃性能,可以用于替代卤系阻燃材料。
所述阻燃型聚烯烃高分子复合材料的制备方法,其包括的步骤是将聚烯烃与有机磷氮阻燃剂、无机阻燃剂按上述比例进行熔融混合。
本发明以聚烯烃为基材与笼状有机磷氮阻燃剂及无机阻燃剂熔融共混,制备一系列具有阻燃型的聚烯烃高分子材料;测试表明,阻燃聚烯烃复合材料与原有聚烯烃基体材料相比,热释放速率下降60~80%。极限氧指数提升130~200%。加入无机阻燃剂复配有机磷氮阻燃剂,两种阻燃剂协同生效,有效的提高阻燃效果。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:有机磷氮阻燃剂具有笼状优良结构,无卤、低毒、且阻燃性能高效,可以用于替代卤系阻燃材料;使用有机磷氮阻燃剂与无机阻燃剂复配,两种阻燃剂协同增效,大大加强了聚烯烃与阻燃剂的相互作用,提升了整体的阻燃性,克服了传统阻燃技术的缺陷,低毒环保等优点,可广泛应用于电缆、开关等家电家具及需阻燃的其他器件。
附图说明
图1为实施例1制得的有机磷氮阻燃剂的红外图谱图,其中850cm-1处为笼状特征吸收峰。
图2为实施例2制得的有机磷氮阻燃剂的红外图谱图,其中850cm-1处为笼状特征吸收峰。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明,但本发明保护范围不局限于所述内容。
实施例1
一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,有以下质量百分数的组分制成:
组分 | 质量百分比(%) |
聚乙烯 | 75 |
有机磷氮阻燃剂 | 20 |
聚磷酸铵 | 5 |
所述有机磷氮阻燃剂的制备:在10℃条件下,在氮气氛围下将10.8g苯膦酰二氯滴入200ml乙腈中混匀,将10g季戊四醇磷酸酯加入至100ml乙腈中,待季戊四醇磷酸酯完全溶解后,将季戊四醇磷酸酯溶液逐步加入至苯膦酰二氯溶液中。升温至40℃保持1小时,再升温至50℃保持4小时;反应结束后,降低温度至室温,在烘箱中60℃烘干24小时,制得中间体;取16g中间体溶于250ml三氯甲烷中,通入氮气并逐步加入5.5g苯胺,待中间体完全溶解后,升温至25℃保持5小时,然后升温至50℃保持5小时,反应结束后,降低温度至室温(20℃),在烘箱中60℃烘干24小时,制得含笼状结构的有机磷氮阻燃剂。红外图谱如图1所示,其中850cm-1处为笼状特征吸收峰。
所述阻燃型聚烯烃高分子复合材料的制备方法是:按上述质量百分比含量将聚乙烯、有机磷氮阻燃剂和聚磷酸铵加入至双螺杆挤出机中进行混炼挤出,其中,双螺杆挤出机的转速为250rmp,挤出温度为150℃。
取阻燃型聚乙烯样品以及聚乙烯(对照样)进行锥形量热和极限氧指数测试,聚乙烯热释放峰值为1500kW/m2,而本发明阻燃型聚乙烯热释放峰值为490kW/m2。聚乙烯的极限氧指数为17,而本发明阻燃型聚乙烯的极限氧指数测试达到41。
实施例2
一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,有以下质量百分数的组分制成:
组分 | 质量百分比(%) |
聚丙烯 | 75 |
有机磷氮阻燃剂 | 20 |
氮化硼 | 5 |
所述有机磷氮阻燃剂的制备:在20℃条件下,在氮气氛围下将14.3g苯膦酰二氯滴入200ml有乙腈中混匀,通入氮气,将11g季戊四醇磷酸酯加入至150ml乙腈中,待季戊四醇磷酸酯完全溶解后,将季戊四醇磷酸酯溶液逐步加入至苯膦酰二氯中。升温至45℃保持2小时,再升温至55℃保持5小时;反应结束后,降低温度至室温,在烘箱中60℃烘干24小时,制得中间体;取11g中间体,将中间体溶于150ml三氯甲烷中,通入氮气并逐步加入苯胺4.11g,待中间体完全溶解后,升温至30℃保持4小时,然后再升温至55℃保持5小时,反应结束后,降低温度至室温,在烘箱中60℃烘干24小时,制得含笼状结构的有机磷氮阻燃剂。红外图谱如图2所示,其中850cm-1处为笼状特征吸收峰。
所述阻燃型聚烯烃高分子复合材料的制备方法是:按上述质量百分比含量将聚丙烯、有机磷氮阻燃剂和氮化硼混合加入至双螺杆挤出机中进行混炼挤出,其中,双螺杆挤出机的转速设定为250rmp,温度设定为200℃。
取阻燃型聚丙烯样品以及聚丙烯(对照样)进行锥形量热测试,聚丙烯热释放峰值为1650kW/m2;而本发明阻燃型聚丙烯的热释放峰值为450kW/m2。聚丙烯的极限氧指数为18,而阻燃型聚丙烯的极限氧指数测试达到45。
实施例3
一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,有以下质量百分数的组分制成:
组分 | 质量百分比(%) |
聚乙烯 | 80 |
有机磷氮阻燃剂 | 17 |
聚磷酸铵 | 3 |
所述有机磷氮阻燃剂的制备:在15℃条件下,在氮气氛围下将8.7g三氯氧磷滴入120ml乙腈中混匀,将4.0g季戊四醇磷酸酯加入至70ml乙腈中,待季戊四醇磷酸酯完全溶解后,将季戊四醇磷酸酯溶液逐步加入至苯膦酰二氯中。通开始升温至50℃保持3小时,然后升温至60℃保持6小时;反应结束后,降低温度至室温,在烘箱中60℃烘干24小时,制得中间体;取10g中间体,将中间体溶于100ml三氯甲烷中,通入氮气并逐步加入苯胺8.2g,待中间体完全溶解后,升温至35℃保持5小时,然后再升温至60℃保持5小时,反应结束后,降低温度至室温,在烘箱中60℃烘干24小时,制得含笼状结构的有机磷氮阻燃剂。其红外图谱具有与实施例1和实施例2一致的850cm-1处为笼状特征吸收峰。
所述阻燃型聚烯烃高分子复合材料的制备方法是:按上述质量百分比含量将聚乙烯、有机磷氮阻燃剂和聚磷酸铵混合加入至双螺杆挤出机中混炼挤出,其中,双螺杆挤出机转速设定为280rmp,温度设定为170℃。
取阻燃型聚乙烯样品以及聚乙烯(对照样)进行锥形量热测试,聚乙烯热释放峰值为1500kW/m2;而本发明阻燃型聚乙烯的热释放峰值为510kW/m2。聚乙烯的极限氧指数为17,而阻燃型聚乙烯的极限氧指数测试达到36。
实施例4
一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,有以下质量百分数的组分制成:
组分 | 质量百分比(%) |
聚丙烯 | 85 |
有机磷氮阻燃剂 | 10 |
有机蒙脱土 | 5 |
所述有机磷氮阻燃剂的制备:在25℃条件下,在氮气氛围下将6.8g三氯氧磷滴入170ml1,4-二氧六环中混匀,将2.7g季戊四醇磷酸酯加入至100ml乙腈中,待季戊四醇磷酸酯完全溶解后,将季戊四醇磷酸酯溶液逐步加入至苯膦酰二氯中。升温至50℃保持3小时,升温至65℃保持7小时;反应结束后,降低温度至室温,在烘箱中60℃烘干24小时,制得中间体;去3g中间体,将中间体溶于50ml三氯甲烷中,通入氮气并逐步加入2-氨基吡啶2.32g,待中间体完全溶解后,升温至35℃保持4小时,然后再升温至50℃保持6小时,反应结束后,降低温度至室温,在烘箱中60℃烘干24小时,制得含笼状结构的有机磷氮阻燃剂,其红外图谱具有与实施例1和实施例2一致的850cm-1处为笼状特征吸收峰。
所述阻燃型聚烯烃高分子复合材料的制备方法是:按上述质量百分比含量将聚丙烯、有机磷氮阻燃剂和有机蒙脱土混合加入至双螺杆挤出机中混炼挤出,其中,双螺杆挤出机的转速设定为300rmp,温度设定为150℃。
取阻燃型聚丙烯样品以及聚乙烯(对照)进行锥形量热测试,聚丙烯热释放峰值为1650kW/m2,而本发明阻燃型聚丙烯的热释放峰值为420kW/m2。聚丙烯的极限氧指数为18,而本发明阻燃型聚丙烯的极限氧指数测试达到32。
实施例5
一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,有以下质量百分数的组分制成:
组分 | 质量百分比(%) |
聚丙烯 | 85 |
有机磷氮阻燃剂 | 10 |
有机蒙脱土 | 2.5 |
聚磷酸铵 | 2.5 |
所述有机磷氮阻燃剂的制备:在20℃条件下,在氮气氛围下将7.0g三氯氧磷滴入170ml1,4-二氧六环中混匀,将2.8g季戊四醇磷酸酯加入至100ml乙腈中,待季戊四醇磷酸酯完全溶解后,将季戊四醇磷酸酯溶液逐步加入至苯膦酰二氯中。升温至30℃保持4小时,升温至65℃保持10小时。反应结束后,降低温度至室温,在烘箱中60℃烘干24小时,制得中间体;取3g中间体,将中间体溶于60ml三氯甲烷中,通入氮气并逐步加入2-氨基吡啶2.4g,待中间体完全溶解后,升温至45℃保持5小时,然后再升温至50℃保持5小时,反应结束后,降低温度至室温,在烘箱中60℃烘干24小时,制得含笼状结构的有机磷氮阻燃剂。其红外图谱具有与实施例1和实施例2一致的850cm-1处为笼状特征吸收峰。
所述阻燃型聚烯烃高分子复合材料的制备方法是:按上述质量百分比含量将聚丙烯、有机磷氮阻燃剂、有机蒙脱土和聚磷酸铵混合加入至双螺杆挤出机中混炼挤出,其中,双螺杆挤出机转速设定为300rmp,温度设定为180℃。
取阻燃型聚丙烯样品以及聚丙烯(对照样)进行锥形量热测试,聚丙烯热释放峰值为1650kW/m2;而本发明阻燃型聚丙烯的热释放峰值为545kW/m2。聚丙烯的极限氧指数为18,而本发明阻燃型聚丙烯的氧指数测试达到36。
实施例6
一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,有以下质量百分数的组分制成:
所述有机磷氮阻燃剂的制备:在10℃条件下,在氮气氛围下将2.73g苯膦酰二氯滴入140ml乙腈中混匀,将2.5g季戊四醇磷酸酯加入至120ml乙腈中,待季戊四醇磷酸酯完全溶解后,将季戊四醇磷酸酯溶液逐步加入至苯膦酰二氯中。升温至50℃保持2小时,升温至60℃保持10小时;反应结束后,降低温度至室温,在烘箱中60℃烘干24小时,制得中间体;取中间体4g将中间体溶于70ml三氯甲烷中,通入氮气并逐步加入2-氨基吡啶1.8g,待中间体完全溶解后,升温至35℃保持6小时,然后再升温至55℃保持6小时;反应结束后,降低温度至室温,在烘箱中60℃烘干24小时,制得含笼状结构的有机磷氮阻燃剂。其红外图谱具有与实施例1和实施例2一致的850cm-1处为笼状特征吸收峰。
所述阻燃型聚烯烃高分子复合材料的制备方法是:按上述质量百分比含量将聚氯乙烯、有机磷氮阻燃剂、氮化硼和有机蒙脱土混合加入至密炼机中密炼,其中,密炼机转速设定为80rmp,温度设定为170℃,出样后于平板硫化机上压片。
取阻燃型聚氯乙烯样品以及聚氯乙烯(对照样)进行锥形量热测试,聚氯乙烯热释放峰值为1346kW/m2;而本发明阻燃型聚氯乙烯的热释放峰值为520kW/m2。聚氯乙烯的极限氧指数为35,而本发明阻燃型聚氯乙烯的极限氧指数测试达到46。
实施例7
一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,有以下质量百分数的组分制成:
组分 | 质量百分比(%) |
聚1-丁烯 | 90 |
有机磷氮阻燃剂 | 5 |
有机蒙脱土 | 2.5 |
聚磷酸铵 | 2.5 |
所述有机磷氮阻燃剂的制备:在10℃条件下,在氮气氛围下将1.4g三氯氧磷滴入100ml1,4-二氧六环中混匀,将1.26g季戊四醇磷酸酯加入至50ml乙腈中,待季戊四醇磷酸酯完全溶解后,将季戊四醇磷酸酯溶液逐步加入至苯膦酰二氯中。升温至50℃保持4小时,升温至70℃保持9小时;反应结束后,降低温度至室温,在烘箱中60℃烘干24小时,制得中间体;取1.5g中间体,将中间体溶于50ml三氯甲烷中,通入氮气并逐步加入2-氨基吡啶0.84g,待中间体完全溶解后,升温至35℃保持6小时,然后再升温至60℃保持6小时;反应结束后,降低温度至室温,在烘箱中60℃烘干24小时,制得含笼状结构的有机磷氮阻燃剂。其红外图谱具有与实施例1和实施例2一致的850cm-1处为笼状特征吸收峰。
所述阻燃型聚烯烃高分子复合材料的制备方法是:按上述质量百分比含量将聚1-丁烯、有机磷氮阻燃剂、聚磷酸铵和有机蒙脱土混合加入至密炼机中密炼,其中,密炼机转速设定为70rmp,温度设定为185℃,出样后在平板硫化机上压片。
取阻燃型聚1-丁烯样品以及聚1-丁烯(对照样)进行锥形量热测试,聚1-丁烯热释放峰值为1623kW/m2;而加入阻燃剂后,热释放峰值为552kW/m2。聚1-丁烯的极限氧指数为18.8,而加入阻燃剂后聚1-丁烯的极限氧指数测试达到31。
实施例8:
一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,有以下质量百分数的组分制成:
组分 | 质量百分比(%) |
聚丙烯 | 90 |
有机磷氮阻燃剂 | 7 |
磷酸锆 | 3 |
所述有机磷氮阻燃剂的制备:在10℃条件下,在氮气氛围下将2g苯膦酰二氯滴入100ml1,4-二氧六环中混匀,将1.0g季戊四醇磷酸酯加入至50ml乙腈中,待季戊四醇磷酸酯完全溶解后,将季戊四醇磷酸酯溶液逐步加入至苯膦酰二氯中。升温至50℃保持4小时,升温至70℃保持10小时。反应结束后,降低温度至室温,在烘箱中60℃烘干24小时,制得中间体;取中间体2g,将中间体溶于60ml三氯甲烷中,通入氮气并逐步加入2-氨基吡啶0.8g,待中间体完全溶解后,升温至40℃保持6小时,然后再升温至55℃保持6小时;反应结束后,降低温度至室温,在烘箱中60℃烘干24小时,制得含笼状结构的有机磷氮阻燃剂。其红外图谱具有与实施例1和实施例2一致的850cm-1处为笼状特征吸收峰。
所述阻燃型聚烯烃高分子复合材料的制备方法是:按上述质量百分比含量将聚丙烯、有机磷氮阻燃剂和磷酸锆混合加入至双螺杆挤出机中混炼挤出成型,其中,双螺杆挤出机转速设定为320rmp,温度设定为200℃。
取阻燃型聚丙烯样品以及聚丙烯(对照样)进行锥形量热测试,聚丙烯热释放峰值为1650kW/m2,而本发明阻燃型聚丙烯的热释放峰值为360kW/m2。聚丙烯的极限氧指数为18,而本发明阻燃型聚丙烯的极限氧指数测试达到40。
实施例9:
一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,有以下质量百分数的组分制成:
组分 | 质量百分比(%) |
聚丙烯 | 80 |
有机磷氮阻燃剂 | 12 |
锡酸锌 | 8 |
所述有机磷氮阻燃剂的制备:在30℃条件下,在氮气氛围下将1.8g三氯氧磷滴入100ml乙腈中混匀,将1.0g季戊四醇磷酸酯加入至60ml乙腈中,待季戊四醇磷酸酯完全溶解后,将季戊四醇磷酸酯溶液逐步加入至苯膦酰二氯中。升温至50℃保持5小时,升温至70℃保持10小时。反应结束后,降低温度至室温,在烘箱中60℃烘干24小时,制得中间体;取全部中间体1.6g,将中间体溶于60ml三氯甲烷中,通入氮气并逐步加入2-氨基吡啶1.41g,待中间体完全溶解后,升温至30℃保持6小时,然后再升温至50℃保持6小时;反应结束后,降低温度至室温,在烘箱中60℃烘干24小时,制得含笼状结构的有机磷氮阻燃剂。其红外图谱具有与实施例1和实施例2一致的850cm-1处为笼状特征吸收峰。
所述阻燃型聚烯烃高分子复合材料的制备方法是:按上述质量百分比含量将聚丙烯、有机磷氮阻燃剂和锡酸锌混合加入至双螺杆挤出机中挤出成型,其中,双螺杆挤出机转速设定为300rmp,温度设定为160℃。
取阻燃型聚丙烯样品以及聚丙烯(对照样)进行锥形量热测试,聚丙烯热释放峰值为1650kW/m2;而本发明阻燃型聚丙烯的热释放峰值为465kW/m2。聚丙烯的极限氧指数为18,而本发明阻燃型聚丙烯的极限氧指数测试达到43。
实施例10:
一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,有以下质量百分数的组分制成:
组分 | 质量百分比(%) |
聚丙烯 | 80 |
有机磷氮阻燃剂 | 6 |
氮化硼 | 14 |
所述有机磷氮阻燃剂的制备:在10℃条件下,在氮气氛围下将2.1g苯膦酰二氯滴入120ml1,4-二氧六环中混匀,将1.2g季戊四醇磷酸酯加入至50ml乙腈中,待季戊四醇磷酸酯完全溶解后,将季戊四醇磷酸酯溶液逐步加入至苯膦酰二氯中。升温至50℃保持5小时,升温至65℃保持10小时。反应结束后,降低温度至室温,在烘箱中60℃烘干24小时,制得中间体;取全部中间体0.8g,将中间体溶于60ml三氯甲烷中,通入氮气并逐步加入2-氨基吡啶0.62g,待中间体完全溶解后,升温至45℃保持6小时,然后再升温至55℃保持6小时;反应结束后,降低温度至室温,在烘箱中60℃烘干24小时,制得含笼状结构的有机磷氮阻燃剂。其红外图谱具有与实施例1和实施例2一致的850cm-1处为笼状特征吸收峰。
所述阻燃型聚烯烃高分子复合材料的制备方法是:按上述质量百分比含量将聚丙烯、有机磷氮阻燃剂、氮化硼混合加入至双螺杆挤出机中挤出成型;其中,双螺杆挤出机转速设定为320rmp,温度设定为210℃。
取阻燃型聚丙烯样品以及聚丙烯(对照样)进行锥形量热测试,聚丙烯热释放峰值为1650kW/m2,而本发明阻燃型聚丙烯的热释放峰值为360kW/m2。聚丙烯的极限氧指数为18,而本发明阻燃型聚丙烯的极限氧指数测试达到40。
以上所述者,仅为本发明的较佳实施例而已,当不能以此限定本发明实施的范围,即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单等效变化与修饰,皆仍属本发明专利涵盖的范围内。
Claims (10)
1.一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,其特征在于,由以下质量百分数的组分制成:
聚烯烃 70~94wt%
有机磷氮阻燃剂 5~25wt%
无机阻燃剂 0.5~15wt%。
2.根据权利要求1所述的一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,其特征在于,所述聚烯烃为聚乙烯、聚丙烯、聚1-丁烯或聚氯乙烯中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,其特征在于,所述无机阻燃剂为有机蒙脱土、氮化硼、聚磷酸铵、锡酸锌或磷酸锆中的一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,其特征在于,所述有机磷氮阻燃剂是由季戊四醇磷酸酯进行磷改性和氮改性制成,具有笼状结构,其制备方法包括的步骤如下:
(1)5~30℃条件下,将磷改性剂溶解在溶剂中;
(2)在氮气氛围下,在步骤(1)溶液中加入季戊四醇磷酸酯溶液,其中季戊四醇磷酸酯与磷改性剂的摩尔比为1:1~1:3;待季戊四醇磷酸酯完全溶解后,采用阶段升温的方式进行加热反应,反应时间5~15小时,反应完成后,降低温度至室温,最后干燥制得阻燃剂中间体;
(3)在氮气氛围下,将步骤(2)的中间体溶解在三氯甲烷中,加入氮改性剂,其中,中间体与氮改性剂的摩尔比为1:1~1:3;待中间体和氮改性剂溶解后,采用阶段升温的方式进行加热反应,反应时间6~16小时,反应完成后,降低温度至室温,最后干燥。
5.根据权利要求4所述的一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,其特征在于,所述溶剂为乙腈或1,4-二氧六环。
6.根据权利要求4所述的一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,其特征在于,所述(1)步骤中,磷改性剂溶解在溶剂,浓度为1~10g/100ml;所述(2)步骤中,季戊四醇磷酸酯溶液的浓度为1~10g/100ml;所述(2)步骤中,将中间体溶解在三氯甲烷中的浓度为1~10g/100ml。
7.根据权利要求4所述的一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,其特征在于,所述磷改性剂为苯磷酰二氯或三氯氧磷;所述氮改性剂为苯胺或2-氨基吡啶。
8.根据权利要求4所述的一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,其特征在于,所述步骤(2)中制备阻燃剂中间体时的阶段升温方式为:第一阶段20~50℃保持1~5小时,第二阶段50~70℃保持4~10小时。
9.根据权利要求4所述的一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料,其特征在于,所述步骤(3)中制备有机磷阻燃剂时的阶段升温方式为:25~45℃保持2~10小时,第二阶段50~60℃保持4~6小时。
10.根据权利要求1-9任一所述的一种阻燃型聚烯烃高分子复合材料的制备方法,其特征在于,其包括的步骤是,将聚烯烃与有机磷氮阻燃剂、无机阻燃剂按上述比例进行熔融混合。
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