CN115304860B - 一种阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法和应用。所述复合材料中，包含：基体，选自聚丙烯；分散在所述基体中的阻燃剂体系，所述阻燃剂体系包含焦磷酸哌嗪和三聚氰胺聚磷酸盐，其中，所述焦磷酸哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐的质量比为1:0.3‑0.5；以及改性纳米高岭土。本发明提供的复合材料中，采用是无卤阻燃体系，具有更加环保的优势，该复合材料中引入的特定的阻燃体系实现了力学性能和阻燃性能兼顾，得到了阻燃性能和力学性能均十分优异的阻燃聚丙烯复合材料。

Description

一种阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及高分子复合材料改性技术领域。更具体地，涉及一种阻燃聚丙烯复合材料极其制备方法和应用。
背景技术
聚丙烯(PP)因其易于加工、高耐化学性和良好的机械性能被认为是一种重要的聚合物材料。因此，PP被广泛应用于建筑材料、交通运输、电气工程、医疗器械等领域。然而，作为一种线性热塑性聚合物，PP比较容易燃烧，在燃烧过程中会产生熔滴，并释放大量热量和有毒烟雾，严重造成大量火灾事故，进而往往限制了其更广泛的应用领域。因此，有必要制定有效的策略来对PP材料进行阻燃处理。
聚丙烯自身不具有反应基团，难以通过化学反应改性的方式进行本征阻燃。因此，聚丙烯的阻燃改性通常是通过外添加阻燃剂来实现的。用于聚丙烯的阻燃剂有卤系阻燃剂、无机阻燃剂及膨胀阻燃剂等。卤系阻燃剂具有优异的阻燃效果，但在燃烧过程中存在释放腐蚀性气体、致癌性物质的风险，危害人类身体健康。无机阻燃剂的阻燃效率低，需要在较高的添加量方能达到阻燃效果，严重影响材料的机械性能。膨胀阻燃剂低烟低毒，环保高效，是比较理想的PP阻燃剂。但目前现有的膨胀型阻燃剂仍存在使用成本高、对机械性能影响大的缺点。
因此，提供一种添加量低、阻燃效率高的聚丙烯阻燃剂是非常必要的。
发明内容
基于以上事实，本发明的目的在于提供一种阻燃聚丙烯复合材料极其制备方法和应用。本发明提供的复合材料中，采用是无卤阻燃体系，具有更加环保的优势，该复合材料中引入的特定的阻燃体系实现了力学性能和阻燃性能兼顾，得到了阻燃性能和力学性能均十分优异的阻燃聚丙烯复合材料。
一方面，本发明提供一种阻燃聚丙烯复合材料，所述复合材料中，包含：
基体，选自聚丙烯；
分散在所述基体中的阻燃剂体系，所述阻燃剂体系包含焦磷酸哌嗪和三聚氰胺聚磷酸盐，其中，所述焦磷酸哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐的质量比为1:0.4-0.5；以及
改性纳米高岭土。
进一步地，所述聚丙烯为均聚PP或共聚PP。示例性的可商购的PP树脂例如中国茂名石化有限公司PP-T30S、法国道达尔1471等。
进一步地，按重量份计，所述复合材料中包含70-80份聚丙烯和14-30份阻燃剂体系和0.5-3.5份改性纳米高岭土。
进一步地，按重量份计，按重量份计，
所述阻燃剂体系中包含10-20份焦磷酸哌嗪和4-10份三聚氰胺聚磷酸盐。
示例性的，所述聚丙烯的添加量为60-75份、75-80份、75份等。
示例性的，所述阻燃剂体系中包含焦磷酸哌嗪的含量为15-20份、16-19份、16-18份、17-19份、17-18份、18-19份等。
示例性的，所述阻燃剂体系中包含三聚氰胺聚磷酸盐的含量为6-10份、6-9份、6-8份、7-9份、7-8份、8-9份等。
示例性的，所述改性纳米高岭土的添加量为0.5-3份、0.5-1份、2-3份等。
进一步地，所述改性纳米高岭土的粒径为50-200nm。
进一步地，所述改性纳米高岭土选自偶联剂改性纳米高岭土或酸化纳米高岭土。
进一步地，所述偶联剂改性纳米高岭土的制备方法包括：
将0.1-0.2g的硅烷偶联剂加入到50g 95％甲醇溶液中，超声分散15-45min，升温至55- 75℃，加入2-8g纳米高岭土，搅拌回流2-8h，产物使用甲醇离心洗涤3-8次，60℃烘12h，得到所述偶联剂改性纳米高岭土。
进一步地，所述硅烷偶联剂选自3-氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物中的一种。
进一步地，所述酸化纳米高岭土的制备方法包括：
将高岭土进行煅烧，得中间体S1；
将S1于浓硫酸中反应，抽滤洗涤至溶液呈中性，干燥，得S2；
将S2进行煅烧，得所述酸化纳米高岭土。
更进一步地，所述酸化纳米高岭土的制备方法包括：
将8-12g高岭土放置于马弗炉中，850℃煅烧2-6h得到中间体S1，将S1加入到4mol\L浓硫酸中，90℃反应1-4h，抽滤洗涤至溶液呈中性，产物于100℃下恒温干燥12h 得到S2，将S2放置于马弗炉中，400℃煅烧1-3h得到最终产物酸化高岭土。
进一步地，所述焦磷酸哌嗪的磷元素含量为20％-22％，白度大于95。
进一步地，所述复合材料中，还可根据实际需要添加加工助剂，如偶联剂、抗氧剂、润滑剂、抗菌剂等。加工助剂的添加量可为0份、0.1-0.5份等。
又一方面，本发明提供如上所述的阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：
将改性纳米高岭土、焦磷酸哌嗪、三聚氰胺聚磷酸盐及聚丙烯干燥后混合均匀；
将上述得到的混合物料进行密炼，得到所述阻燃聚丙烯复合材料。
进一步地，所述密炼的加工温度为：一区180±10℃、二区180±10℃、三区180±10℃；螺杆转速50转/min，加工时间为6-20min。
又一方面，本发明提供如上所述的阻燃聚丙烯复合材料在制备机械、汽车、电子电器、建筑、纺织及包装制品中的应用。
本发明的有益效果如下：
本发明提供的复合材料中，将焦磷酸哌嗪、三聚氰胺聚磷酸盐和改性纳米高岭土复配，加入到PP中，受到火焰燃烧时，使复合材料的炭层更加致密厚实，从而使得炭层更好的阻隔氧气、热量，达到阻燃的作用。同时改性纳米高岭土的加入可以使得复合材料的阻燃剂与基体的相容性更好。与现有的阻燃体系相比，本发明的优势在于提供了PP阻燃复合材料使用更加环保的无卤阻燃体系，具有力学性能和阻燃性能兼顾的特点，得到了阻燃性能和力学性能均十分优异的阻燃PP复合材料。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1中从左至右依次示出本发明实施例2和对比例1、2、4试样燃烧20s后的效果图。
图2示出本发明实施例2与纯PP的热释放速率和烟释放对比图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供了一种阻燃PP复合材料的制备方法：
将0.16g的硅烷偶联剂加入到50g 95％甲醇溶液中，超声分散30min，升温至65℃，加入5g纳米高岭土，搅拌回流5h，产物使用甲醇离心洗涤5次，60℃烘12h，得到偶联剂改性纳米高岭土。
按所述重量分数，由以下份数的原料组成，PP树脂75份，阻燃剂24.5份(其中焦磷酸哌嗪(磷元素含量为20-22％，白度大于95)：三聚氰胺聚磷酸盐＝7：3)，纳米粒子 (偶联剂改性高岭土)0.5份。将所述阻燃剂进行充分混合均匀后，搅拌后加入密炼机中，经熔融共混、冷却、干燥的过程，得到阻燃PP复合材料。具体为：将PP树脂、阻燃剂、纳米粒子、添加剂分别于80℃下干燥4-10h，去除其中水分后，得到干燥的各组分；将阻燃剂和纳米粒子进行充分混合均匀后，得到第一预混料；将PP树脂、第一预混料充分混合均匀后，得到第二预混料；第二预混料加入密炼机中，经熔融共混、冷却和干燥的过程，得到阻燃PP复合材料。将所述阻燃PP复合材料的母粒通过注塑机制得新型阻燃PP复合材料样条。哈普密炼机的加工温度为：一区180±10℃、二区180±10℃、三区180±10℃，螺杆转速50转/min，加工时间为10min。
实施例2
本实施例提供了一种阻燃PP复合材料的制备方法：
将0.16g的硅烷偶联剂加入到50g 95％甲醇溶液中，超声分散30min，升温至65℃，加入5g纳米高岭土，搅拌回流5h，产物使用甲醇离心洗涤5次，60℃烘12h，得到偶联剂改性纳米高岭土。
按所述重量分数，由以下份数的原料组成，PP树脂75份，阻燃剂23.5份(其中焦磷酸哌嗪(磷元素含量为20-22％，白度大于95)：三聚氰胺聚磷酸盐＝7：3)，纳米粒子 (偶联剂改性高岭土)1.5份。将所述阻燃剂进行充分混合均匀后，搅拌后加入密炼机中，经熔融共混、冷却、干燥的过程，得到阻燃PP复合材料。具体为：将PP树脂、阻燃剂、纳米粒子、添加剂分别于80℃下干燥4-10h，去除其中水分后，得到干燥的各组分；将阻燃剂和纳米粒子进行充分混合均匀后，得到第一预混料；将PP树脂、第一预混料充分混合均匀后，得到第二预混料；第二预混料加入密炼机中，经熔融共混、冷却和干燥的过程，得到阻燃PP复合材料。将所述阻燃PP复合材料的母粒通过注塑机制得新型阻燃PP复合材料样条。哈普密炼机的加工温度为：一区180±10℃、二区180±10℃、三区180±10℃，螺杆转速50转/min，加工时间为10min。
实施例3
本实施例提供了一种阻燃PP复合材料的制备方法：
将0.16g的硅烷偶联剂加入到50g 95％甲醇溶液中，超声分散30min，升温至65℃，加入5g纳米高岭土，搅拌回流5h，产物使用甲醇离心洗涤5次，60℃烘12h，得到偶联剂改性纳米高岭土。
按所述重量分数，由以下份数的原料组成，PP树脂75份，阻燃剂22份(其中焦磷酸哌嗪(磷元素含量为20-22％，白度大于95)：三聚氰胺聚磷酸盐＝7：3)，纳米粒子(偶联剂改性高岭土)3份。将所述阻燃剂进行充分混合均匀后，搅拌后加入密炼机中，经熔融共混、冷却、干燥的过程，得到阻燃PP复合材料。具体为：将PP树脂、阻燃剂、纳米粒子、添加剂分别于80℃下干燥4-10h，去除其中水分后，得到干燥的各组分；将阻燃剂和纳米粒子进行充分混合均匀后，得到第一预混料；将PP树脂、第一预混料充分混合均匀后，得到第二预混料；第二预混料加入密炼机中，经熔融共混、冷却和干燥的过程，得到阻燃PP复合材料。将所述阻燃PP复合材料的母粒通过注塑机制得新型阻燃PP复合材料样条。哈普密炼机的加工温度为：一区180±10℃、二区180±10℃、三区180±10℃，螺杆转速50转/min，加工时间为10min。
实施例4
本实施例提供了一种阻燃PP复合材料的制备方法：
将10g高岭土放置于马弗炉中，850℃煅烧4h得到中间体S1，将S1加入到4mol\L浓硫酸中，90℃反应2h，抽滤洗涤至溶液呈中性，产物于100℃下恒温干燥12h得到S2，将S2 放置于马弗炉中，400℃煅烧2h得到最终产物酸化高岭土。
按所述重量分数，由以下份数的原料组成，PP树脂75份，阻燃剂18.5份(其中焦磷酸哌嗪(磷元素含量为20-22％，白度大于95)：三聚氰胺聚磷酸盐＝7：3)，纳米粒子 (酸化高岭土)1.5份。将所述阻燃剂进行充分混合均匀后，搅拌后加入密炼机中，经熔融共混、冷却、干燥的过程，得到阻燃PP复合材料。具体为：将PP树脂、阻燃剂、纳米粒子、添加剂分别于80℃下干燥4-10h，去除其中水分后，得到干燥的各组分；将阻燃剂和纳米粒子进行充分混合均匀后，得到第一预混料；将PP树脂、第一预混料充分混合均匀后，得到第二预混料；第二预混料加入密炼机中，经熔融共混、冷却和干燥的过程，得到阻燃PP复合材料。将所述阻燃PP复合材料的母粒通过注塑机制得新型阻燃PP复合材料样条。哈普密炼机的加工温度为：一区180±10℃、二区180±10℃、三区180±10℃，螺杆转速50转/min，加工时间为10min。
对比例1
本对比例提供了一种新型PP复合材料的制备方法：
将PP、阻燃剂、纳米粒子于80℃下烘5h，去除其中水分后，得到烘干料。按所述重量分数，由以下份数的原料组成，PP树脂75份，阻燃剂23.5份(其中焦磷酸哌嗪(磷元素含量为20-22％，白度大于95)：三聚氰胺聚磷酸盐＝7：3)，纳米粒子(未改性高岭土)1.5份，偶联剂0.3份。将所述阻燃剂进行充分混合均匀后，搅拌后加入密炼机中，经熔融共混、冷却、干燥的过程，得到阻燃PP复合材料；将所述阻燃PP复合材料的母粒通过注塑机制得新型阻燃PP复合材料样条。哈普密炼机的加工温度为：一区180±10℃、二区 180±10℃、三区180±10℃，螺杆转速50转/min，加工时间为10min。
对比例2
本对比例提供了一种新型PP复合材料的制备方法：
将PP、阻燃剂、纳米粒子于80℃下烘5h，去除其中水分后，得到烘干料。按所述重量分数，由以下份数的原料组成，PP树脂65份，阻燃剂34.5份(其中焦磷酸哌嗪(磷元素含量为20-22％，白度大于95)：三聚氰胺聚磷酸盐＝7：3)，纳米粒子(未改性高岭土)1.5份，偶联剂0.3份。将所述阻燃剂进行充分混合均匀后，搅拌后加入密炼机中，经熔融共混、冷却、干燥的过程，得到阻燃PP复合材料；将所述阻燃PP复合材料的母粒通过注塑机制得新型阻燃PP复合材料样条。哈普密炼机的加工温度为：一区180±10℃、二区 180±10℃、三区180±10℃，螺杆转速50转/min，加工时间为10min。
对比例3
本对比例提供了一种新型PP复合材料的制备方法：
将0.16g的硅烷偶联剂加入到50g 95％甲醇溶液中，超声分散30min，升温至65℃，加入5g纳米高岭土，搅拌回流5h，产物使用甲醇离心洗涤5次，60℃烘12h，得到偶联剂改性纳米高岭土。将PP、阻燃剂、纳米粒子于80℃下烘5h，去除其中水分后，得到烘干料。
按所述重量分数，由以下份数的原料组成，PP树脂68份，阻燃剂22份(其中焦磷酸哌嗪(磷元素含量为20-22％，白度大于95)：三聚氰胺聚磷酸盐＝7：3)，纳米粒子(偶联剂改性高岭土)10份。将所述阻燃剂进行充分混合均匀后，搅拌后加入密炼机中，经熔融共混、冷却、干燥的过程，得到阻燃PP复合材料；将所述阻燃PP复合材料的母粒通过注塑机制得新型阻燃PP复合材料样条。哈普密炼机的加工温度为：一区180±10℃、二区 180±10℃、三区180±10℃，螺杆转速50转/min，加工时间为10min。
对比例4
本对比例提供了一种新型PP复合材料的制备方法：
将PP、阻燃剂、纳米粒子于80℃下烘5h，去除其中水分后，得到烘干料。按所述重量分数，由以下份数的原料组成，PP树脂80份，阻燃剂18.5份(其中焦磷酸哌嗪(磷元素含量为20-22％，白度大于95)：三聚氰胺聚磷酸盐＝7：3)，纳米粒子(未改性高岭土)1.5份。将所述阻燃剂进行充分混合均匀后，搅拌后加入密炼机中，经熔融共混、冷却、干燥的过程，得到阻燃PP复合材料；将所述阻燃PP复合材料的母粒通过注塑机制得新型阻燃PP复合材料样条。哈普密炼机的加工温度为：一区180±10℃、二区180±10℃、三区180±10℃，螺杆转速50转/min，加工时间为10min。
对比例5
本实施例提供了一种阻燃PP复合材料的制备方法：
将0.16g的硅烷偶联剂加入到50g 95％甲醇溶液中，超声分散30min，升温至65℃，加入5g纳米高岭土，搅拌回流5h，产物使用甲醇离心洗涤5次，60℃烘12h，得到偶联剂改性纳米高岭土。
按所述重量分数，由以下份数的原料组成，PP树脂75份，阻燃剂24.5份(其中焦磷酸哌嗪(磷元素含量为20-22％，白度大于95)：三聚氰胺聚磷酸盐＝1：0.3)，纳米粒子(偶联剂改性高岭土)0.5份。将所述阻燃剂进行充分混合均匀后，搅拌后加入密炼机中，经熔融共混、冷却、干燥的过程，得到阻燃PP复合材料。具体为：将PP树脂、阻燃剂、纳米粒子、添加剂分别于80℃下干燥4-10h，去除其中水分后，得到干燥的各组分；将阻燃剂和纳米粒子进行充分混合均匀后，得到第一预混料；将PP树脂、第一预混料充分混合均匀后，得到第二预混料；第二预混料加入密炼机中，经熔融共混、冷却和干燥的过程，得到阻燃PP复合材料。将所述阻燃PP复合材料的母粒通过注塑机制得新型阻燃PP复合材料样条。哈普密炼机的加工温度为：一区180±10℃、二区180±10℃、三区180±10℃，螺杆转速50转/min，加工时间为10min。
对比例6
本实施例提供了一种阻燃PP复合材料的制备方法：
将0.16g的硅烷偶联剂加入到50g 95％甲醇溶液中，超声分散30min，升温至65℃，加入5g纳米高岭土，搅拌回流5h，产物使用甲醇离心洗涤5次，60℃烘12h，得到偶联剂改性纳米高岭土。
按所述重量分数，由以下份数的原料组成，PP树脂75份，阻燃剂24.5份(其中焦磷酸哌嗪(磷元素含量为20-22％，白度大于95)：三聚氰胺聚磷酸盐＝1：0.6)，纳米粒子(偶联剂改性高岭土)0.5份。将所述阻燃剂进行充分混合均匀后，搅拌后加入密炼机中，经熔融共混、冷却、干燥的过程，得到阻燃PP复合材料。具体为：将PP树脂、阻燃剂、纳米粒子、添加剂分别于80℃下干燥4-10h，去除其中水分后，得到干燥的各组分；将阻燃剂和纳米粒子进行充分混合均匀后，得到第一预混料；将PP树脂、第一预混料充分混合均匀后，得到第二预混料；第二预混料加入密炼机中，经熔融共混、冷却和干燥的过程，得到阻燃PP复合材料。将所述阻燃PP复合材料的母粒通过注塑机制得新型阻燃PP复合材料样条。哈普密炼机的加工温度为：一区180±10℃、二区180±10℃、三区180±10℃，螺杆转速50转/min，加工时间为10min。
对比例7
本实施例提供了一种阻燃PP复合材料的制备方法：
将0.16g的硅烷偶联剂加入到50g 95％甲醇溶液中，超声分散30min，升温至65℃，加入5g纳米高岭土，搅拌回流5h，产物使用甲醇离心洗涤5次，60℃烘12h，得到偶联剂改性纳米高岭土。
按所述重量分数，由以下份数的原料组成，PP树脂75份，阻燃剂24.5份(其中焦磷酸哌嗪(磷元素含量为20-22％，白度大于95)：聚磷酸铵＝7：3)，纳米粒子(偶联剂改性高岭土)0.5份。将所述阻燃剂进行充分混合均匀后，搅拌后加入密炼机中，经熔融共混、冷却、干燥的过程，得到阻燃PP复合材料。具体为：将PP树脂、阻燃剂、纳米粒子、添加剂分别于80℃下干燥4-10h，去除其中水分后，得到干燥的各组分；将阻燃剂和纳米粒子进行充分混合均匀后，得到第一预混料；将PP树脂、第一预混料充分混合均匀后，得到第二预混料；第二预混料加入密炼机中，经熔融共混、冷却和干燥的过程，得到阻燃PP 复合材料。将所述阻燃PP复合材料的母粒通过注塑机制得新型阻燃PP复合材料样条。哈普密炼机的加工温度为：一区180±10℃、二区180±10℃、三区180±10℃，螺杆转速50 转/min，加工时间为10min。
对比例8
本对比例提供了一种阻燃PP复合材料的制备方法：
将0.16g的硅烷偶联剂加入到50g 95％甲醇溶液中，超声分散30min，升温至65℃，加入5g纳米高岭土，搅拌回流5h，产物使用甲醇离心洗涤5次，60℃烘12h，得到偶联剂改性纳米高岭土。
按所述重量分数，由以下份数的原料组成，PP树脂75份，阻燃剂24.5份(其中焦磷酸哌嗪(磷元素含量为15％，白度为80)：三聚氰胺聚磷酸盐＝7：3)，纳米粒子(偶联剂改性高岭土)0.5份。将所述阻燃剂进行充分混合均匀后，搅拌后加入密炼机中，经熔融共混、冷却、干燥的过程，得到阻燃PP复合材料。具体为：将PP树脂、阻燃剂、纳米粒子、添加剂分别于80℃下干燥4-10h，去除其中水分后，得到干燥的各组分；将阻燃剂和纳米粒子进行充分混合均匀后，得到第一预混料；将PP树脂、第一预混料充分混合均匀后，得到第二预混料；第二预混料加入密炼机中，经熔融共混、冷却和干燥的过程，得到阻燃PP复合材料。将所述阻燃PP复合材料的母粒通过注塑机制得新型阻燃PP复合材料样条。哈普密炼机的加工温度为：一区180±10℃、二区180±10℃、三区180±10℃，螺杆转速50转/min，加工时间为10min。
对阻燃PP树脂组合物常规力学性能、燃烧性能测试按照以下标准进行，结果见表1。
悬臂梁冲击强度：按照GB/T1043.1-2018标准测试，冲击能量为2J；
拉伸强度：按照GB/T1040.1-2018标准测试，测试速度为50mm/min；
燃烧性能：按照GB/T 2406-2015标准进行LOI标准测试，按照GB/T 2408-2008进行UL-94标准测试。
图1为实施例2和对比例1、2和4燃烧20s的效果对比图。由图1可以看出，相比于实施例2，对比例1使用了未改性的高岭土，表现出较为明显的损毁，这是由于改性后的高岭土在体系中的分散更为均匀，可以表现出了更好的协同阻燃效果。在相同的酸化高岭土的添加量下，对比例2引入了更多的阻燃剂，表现出最小的损毁长度，而对比例4在燃烧20s后无法自熄，这是由于阻燃剂添加量较少。
图2为PP和实施例2的锥形量热测试数据，包括总放热量(THR)和总烟释放(TSP)。其中实施例2包含PP树脂75份、阻燃剂23.5份(其中焦磷酸哌嗪：三聚氰胺聚磷酸盐＝7：3)，纳米粒子(偶联剂改性高岭土)1.5份的复合材料。由图2可以看出，与纯样相比，实施例2表现出更好的阻燃行为，其THR与TSP值分别降低了43.9％和50.1％。材料的总热释放和烟雾释放降低明显，改善了材料的阻燃性能。
表1
结论：由表1的性能对比可以看出实施例1、2、3比对比例1使用了偶联剂改性后的高岭土，在1.5％的情况下拉伸强度最好，在0.5％的情况下冲击强度最好，都比对比例1 的力学性能强，力学性能受到较大的影响原因是未改性的高岭土在基体中的分散性较差，易出现团聚，使复合材料受力不均匀。实施例1、2、3与对比例1、3均达到V-0等级，但对比例的力学效果均差于实施例。对比例3使用较多的纳米粒子及膨胀阻燃体系，阻燃达到V-0等级，但是较多的纳米粒子在基体中团聚，使得体系的力学性能下降较多。实施例4与对比例4相比具有更好的阻燃及力学效果，这是由于实施例使用改性后的纳米高岭土，纳米粒子在体系中的分散更为均匀，所以其阻燃及力学效果更优。上述结果表明，采用本发明实施例提供的原料及原料的配比所制得的PP复合材料具有优异的阻燃性能及力学性能。对比例5-8中，极限氧指数、垂直燃烧等级以及热释放量和烟释放量均较差。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (6)

1.一种阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述复合材料中，包含：
基体，选自聚丙烯；
分散在所述基体中的阻燃剂体系，所述阻燃剂体系包含焦磷酸哌嗪和三聚氰胺聚磷酸盐，其中，所述焦磷酸哌嗪与三聚氰胺聚磷酸盐的质量比为7:3，所述焦磷酸哌嗪的磷元素含量为20%-22%，白度大于95；以及
改性纳米高岭土，其中所述改性纳米高岭土选自酸化纳米高岭土；
所述酸化纳米高岭土的制备方法包括：
将高岭土进行煅烧，得中间体S1；
将S1于浓硫酸中反应，抽滤洗涤至溶液呈中性，干燥，得S2；
将S2进行煅烧，得所述酸化纳米高岭土；
按重量份计，所述复合材料中包含70-80份聚丙烯和14-30份阻燃剂体系和0.5-3.5份改性纳米高岭土。
2.根据权利要求1所述的阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，按重量份计，所述阻燃剂体系中包含10-20份焦磷酸哌嗪和4-10份三聚氰胺聚磷酸盐。
3.根据权利要求1所述的阻燃聚丙烯复合材料，其特征在于，所述改性纳米高岭土的粒径为50-200nm。
4.如权利要求1-3任一项所述的阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将改性纳米高岭土、焦磷酸哌嗪、三聚氰胺聚磷酸盐及聚丙烯干燥后混合均匀；
将上述得到的混合物料进行密炼，得到所述阻燃聚丙烯复合材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述密炼的加工温度为：一区180±10℃、二区180±10℃、三区180±10℃；螺杆转速50转/min，加工时间为6-20min。
6.如权利要求1-3任一项所述的阻燃聚丙烯复合材料在制备机械、汽车、电子电器、建筑、纺织及包装制品中的应用。
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