專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種金屬氫氧化物無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及阻燃聚烯烴復(fù)合物，特別是一種金屬氫氧化物聚烯烴復(fù)合物及其制備方法。背景駄聚烯烴材料主要包括聚乙烯和聚丙烯兩種材料，聚乙烯材料包括高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線(xiàn)型低密度聚乙烯等幾個(gè)品種，聚丙烯包括等規(guī)聚丙烯、間規(guī)聚丙烯、無(wú)規(guī)聚丙烯和無(wú)規(guī)共聚聚丙烯等幾個(gè)品種。聚烯烴材料的用途極為廣泛，聚乙烯!礦泛用于電線(xiàn)電纜料、薄駄鵬材料等領(lǐng)域，聚丙烯在建材、雙向拉伸薄厳:Dlk結(jié)構(gòu)件領(lǐng)棚有大量的市場(chǎng)。但是聚烯烴材料柳艮氧指數(shù)僅為1718，屬于易燃材料，而在許多應(yīng)用領(lǐng)域都)(^才料的卩l(xiāng)ji性提出了要求，因此需要對(duì)其進(jìn)行,改性。金屬氫氧化物是聚烯烴材料常用的一種無(wú)鹵KM劑，具有價(jià)廉易得、環(huán)境友好的特點(diǎn)。常見(jiàn)的金屬氫氧化物PIM劑有氫氧化鎂和氫氧化鋁兩種。金屬氫氧化物的PM效^^低，需要在聚烯烴中添加6070wtX才能獲得較為滿(mǎn)意的阻燃效果。但是，金屬氫氧化物與聚烯烴材料的相容性極差，在^w脂中分散困難，其大量填充嚴(yán)重惡化了材料的機(jī)械性能和加工性能。因此，需要采用對(duì)金屬氫氧化物表面改性的辦法來(lái)提高其與樹(shù)脂基體的界面聯(lián)接，降低對(duì)材料力學(xué)性能和加工性能的影響?？梢杂胠臉屬氫氧化物界面改性齊啲有有機(jī)硅偶聯(lián)劑、鈦酸酯硅偶聯(lián)劑、鋁酸酯硅偶聯(lián)劑、鋯酸酯硅偶聯(lián)劑等多種。對(duì)于聚烯》縫屬氫氧化物卩鵬體系所采用的界面改性劑通常含有乙烯基、氨丙基烯丙基、丙烯酸酯基等有機(jī)烷基鏈。雖然通過(guò)4頓上述界面改性劑可以提高復(fù)合物的力學(xué)性能和加工性能，但是由于這些界面改性劑不具有PM或與金屬氫氧化物協(xié)同卩鵬作用的官能團(tuán)，因此在改善金屬氫氧化物與聚烯烴材料相容性的同時(shí)不能實(shí)現(xiàn)與金屬氫氧化物的協(xié)同阻燃。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種具有良好阻燃性能和力學(xué)性能的金屬氫氧化物無(wú)鹵卩m聚烯烴復(fù)合物及其制備方法。為實(shí)！Lh^發(fā)明目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案本發(fā)明的金屬氫氧化物無(wú)鹵卩鵬聚烯烴復(fù)合物，其原料包括如下的會(huì)M^賴(lài)重量傷、金屬氫氧化物4060界面改性劑0.15聚烯烴3060協(xié)同阻燃劑010抗氧劑0.12所述的金屬氫氧化物為氫氧化鎂、氫氧化鋁中的一種或多種，粒度范圍為0.1100ym。戶(hù);M的界面改性劑為？膦酸乙酯基甲基二乙氧基睡烷、，^酸乙,三乙氧基硅烷、y-膦酸甲酯基甲基二乙氧基砝院、y-膦酸甲酯基三乙氧基碌廣、間苯二酚(二苯基磷酸酯)、雙酚A-二(磷酸二苯酯)、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、硼酸，硼l甲酯，硼酸三丁酯、二苯二羥硅烷、二苯基二甲氧基睡烷、二雜二乙氧基硅烷、二苯基二氯硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、Y-(2，3-環(huán)氧丙氧丙基)三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的兩種或兩種以上。戶(hù)皿的聚烯烴為無(wú)規(guī)共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、線(xiàn)型低密度聚乙烯中的一種或多種。阮述的抗氧劑為雙(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇雙二亞磷酸酯、2，6-二叔丁基對(duì)甲酚、亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、N，N，-雙[3-(3，5-二叔丁基4-羥基苯萄丙酰]肼、四-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯、4，4，-甲撐雙(2，6-二叔丁基苯酚)中的一種或多種。戶(hù)誠(chéng)的協(xié)同阻燃劑為紅磷、磷酸H酯、磷酸三甲苯酯、三聚mi安、三聚離mM酸鹽中的一種或多種。本發(fā)明的制備該金屬氫氧化物無(wú)鹵P臓聚烯烴復(fù)合物的方飽括如下步驟(1)將金屬氫氧化物與界面改性劑放置于高速混合機(jī)或帶攪拌的反應(yīng)器中1001000rpm攪拌，攪拌時(shí)間為0.224小時(shí)，處理溫度為25°C140°C;(2)將步驟(1)所得的金屬氫氧化物與聚烯烴、抗氧劑、協(xié)同PJJi劑在擠出機(jī)中共混擠出，擠出，為160250。C。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果(1)運(yùn)用界面設(shè)計(jì)技術(shù)改性金屬氫氧化物，將與金屬氫氧化物具有協(xié)同阻燃效果的硼酸酯、膦酸酯、苯基、有機(jī)硅基團(tuán)結(jié)合到界面層中，在實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)金屬織化物與聚烯烴樹(shù)脂基體相容性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了界面層本身與金屬氫氧化物的協(xié)同阻燃，增強(qiáng)了材料的力學(xué)性能和卩m些能，實(shí)現(xiàn)了界面改性作用的多功能化。(2)生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)便，原料容易獲得，產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)低且具有較高的附加值，能夠滿(mǎn)足電線(xiàn)電纜、管材、建材用聚烯烴PIM材料的要求。具體實(shí)式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例所涉及的范圍。實(shí)施例1:稱(chēng)取粒徑為3ym的未經(jīng)表面處理的,氧化鎂667g，在自為100ipm高速混合機(jī)中于14(TC的皿條件下與0.67gy-膦酸乙酯基甲基二乙氧基硅烷、lg二苯二羥硅烷混合0.5小時(shí)，獲得預(yù)處理氫氧化鎂。在25。C，將預(yù)處體氧化鎂與1000g線(xiàn)型低密度聚乙烯、1.67g四((H3,5-二叔丁基斗羥基^^)丙酸)季戊四醇酯在高速混合機(jī)中混合均勻，然后在擠出機(jī)中擠出造粒，擠出皿在16018(TC之間。所得材料P鵬性能、力學(xué)性能和流變性能見(jiàn)表1。實(shí)施例2:稱(chēng)取粒徑為3um的未經(jīng)表面處理的氫氧化鋁900g，在,為500ipm高速混合機(jī)中于12(TC的，條件下與0.5gy-膦酸甲酯基甲基二乙氧基硅烷、lg間苯二酚(二苯基磷酸酯)混合0.2小時(shí)，獲得預(yù)處體氧化鋁。在8(TC下，將預(yù)處理氫氧化鎂與400g線(xiàn)型高密度聚乙烯、50g線(xiàn)性低密度聚乙烯、1.5g雙(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇雙二亞磷酸酯、50g磷酸，酯、50g磷酸三甲苯酯、50g紅磷在高速混合機(jī)中混合均勻，然后在擠出機(jī)中擠出造粒，擠出鵬在170200'C之間。所得材料(5鵬性能、力學(xué)性能和流變性能娜見(jiàn)表l。實(shí)施例3:稱(chēng)取粒徑為0.1um的未經(jīng)表面處理的氫氧化鋁50g、60um的未經(jīng)表面處理的氫氧化鎂400g，在,為1000rpm帶攪拌的反應(yīng)器中高速混合機(jī)中于25°(3的，^#下與10g雙酚A-二(磷酸二苯酯)，10g磷^H^酯，20g二苯基二氯睡烷，30g硼酸三甲酯，5gY-氨丙基三乙氧基硅烷混合l小時(shí)，獲得預(yù)處理金屬氫氧化物混和物。在IO(TC下，將預(yù)處,屬氫氧化物與400g均聚聚丙烯、400g無(wú)規(guī)共聚聚丙烯、70g線(xiàn)性低密度聚乙烯、15g2，6-二叔丁基對(duì)甲酚、15g亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、75g磷MH甲苯酯在高速混合機(jī)中混合均勻，然后在擠出機(jī)中擠出造粒，擠出m在160180。C之間。所得材料Pffi性能、力學(xué)性能和流變性能娜見(jiàn)表l。實(shí)施例4:稱(chēng)取粒徑為0.1um的未經(jīng)表面處理的氫氧化鎂1200g，在自為800ipm高速混合機(jī)中于90。C的，條件下與30g磷酸三甲苯酯、10g硼酸、5g二苯基二乙氧基^^、10g二苯基二甲氧基硅烷、20gy-(2,3-環(huán)氧丙氧丙基)三甲氧基硅烷混合24小時(shí)，獲得預(yù)處Sm氧化鎂。在14(TC下，將預(yù)處理氫氧化鎂與1000g無(wú)規(guī)共聚聚丙烯、5gN,N，-雙[3-(3，5-二叔丁基斗羥基苯萄丙酰]肼、2g2,6-二叔丁基對(duì)甲酚、3g亞磷酸三(2，4"二叔丁基苯萄酯、200g三聚離艦麟在高速混合機(jī)中混合均勻，然后在擠出機(jī)中擠出造粒，擠出,在18021(TC之間。所得材料阻燃性能、力學(xué)性能和流變性能見(jiàn)表1。實(shí)施例5:稱(chēng)取粒徑為100um的未經(jīng)表面處理的氫氧化鋁50g、3um的未經(jīng)由上表可以看出，禾傭本發(fā)明的制備方法與常規(guī)帝格對(duì)封導(dǎo)到的P鵬聚烯烴復(fù)合物相比，本發(fā)明的阻燃聚烯烴復(fù)合物的極限氧指數(shù)、拉伸強(qiáng)度、斷劍申長(zhǎng)率、熔體質(zhì)量流動(dòng)速率都有較大的提高。表面處理的氫氧化鎂400g，在轉(zhuǎn)速為200rpm帶攪拌的反應(yīng)器中于80。C的皿斜牛下與40gy-膦酸乙酯基三乙氧基硅烷、30g硼酸三丁酯、5g3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷混合18小時(shí)，獲得預(yù)處敏屬氫氧化物混和物。在25"剝牛下，將預(yù)處理金屬氫氧化物與870g高密度聚乙烯、35g紅磷、40g三聚繊、30g4，4，-甲撐雙(2，6-二叔丁基苯酚)在高速混合機(jī)中混合均勻，然后在擠出機(jī)中擠出造粒，擠出溫度在18025(TC之間。所得材料阻燃性能、力學(xué)性能和流變性能,見(jiàn)表l。對(duì)比例h稱(chēng)取粒徑為70um的未經(jīng)表面處理的氫氧化鋁1000g，1000g線(xiàn)型低密度聚乙烯、10g四(J3-(3，5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯在帶攪拌的反應(yīng)器中混合均勻，然后在擠出機(jī)中擠出造粒，擠出離在160180'C之間。所得材料卩M性能、力學(xué)性能和流變性能繊見(jiàn)表l。對(duì)比實(shí)施例2:稱(chēng)取粒徑為100um的未經(jīng)表面處理的氫氧化鎂1000g，1000g無(wú)規(guī)共聚聚丙烯、10g四((3-(3,5-二叔丁基斗^S^S)丙酸)季戊四醇酯在高速混合機(jī)中混合均勻，然后在擠出機(jī)中擠出造粒，擠出驢在18021(TC之間。所得材料PM性能、力學(xué)性能和流變性能數(shù)據(jù)見(jiàn)表l。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1、一種金屬氫氧化物無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合物，其特征在于由以下重量份的原料制成金屬氫氧化物40～60界面改性劑0.1～5聚烯烴30～60協(xié)同阻燃劑0～10抗氧劑0.1～2。2、根據(jù)權(quán)利要求i戶(hù)皿的復(fù)合物，其特征在于戶(hù);M的金屬氫氧化物為氫氧化鎂、氫氧化鋁中的一種或兩種，粒度范圍為Q.l100um。3、根據(jù)權(quán)利要求i戶(hù)皿的復(fù)合物，其特征在于戶(hù);M的界面改性劑為，膦酸乙酯基甲基二乙氧基睡烷、Y-膦酸乙酯基三乙氧基硅烷、Y-膦酸甲酯基甲基二乙氧基硅烷、，膦酸甲酯基三乙氧基睡烷、間苯二酚(二苯基磷酸酯)、雙酚A-二(磷酸二苯酯)、磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、硼酸，硼酸三甲酯，硼酸三丁酯、二苯二羥硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、二苯基二氯硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、，(2,3-環(huán)氧丙氧丙萄三甲氧基硅烷、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的兩種或兩種以上。4、根據(jù)權(quán)利要求i戶(hù)皿的復(fù)合物，其特征在于戶(hù);M的聚烯烴為無(wú)規(guī)共聚聚丙烯、均聚聚丙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、線(xiàn)型低密度聚乙烯中的一種或多種。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其特征在于戶(hù)皿的抗氧劑為雙(2，冬二叔丁基苯基)季戊四醇雙二亞磷酸酯、2，6-二叔丁基對(duì)甲酚、亞磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、N,N，-雙[3-(3，5-二叔丁基"4-羥基苯基)丙駒肼、四(卩-(3,5-二叔丁基~4-羥基苯基)丙酸)季戊四醇酯、4，4'-甲撐雙(2，6-二叔丁基苯酚)中的一種或多種。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合物，其特征在于所述的協(xié)同阻燃劑為紅磷、磷酸H^酯、磷酸三甲苯酯、三聚氰胺、三聚皿中的一種或多種。7、權(quán)利要求1-6之一戶(hù);M^屬氫氧化物無(wú)鹵卩M聚烯烴復(fù)合物的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)將金屬氫氧化物與界面改性劑放置于高速混合機(jī)或帶攪拌的反應(yīng)器中1001000rpm攪拌，攪拌時(shí)間為0.224小時(shí)，處理溫度為25°C140°C;(2)將步驟(1)所得的金屬氫氧化物與聚烯烴、抗氧劑、協(xié)同阻燃劑在擠出機(jī)中共混擠出，擠出i顯度為160250'C。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種金屬氫氧化物無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合物及其制備方法。該種金屬氫氧化物無(wú)鹵阻燃聚烯烴復(fù)合物的原料重量份組成如下金屬氫氧化物40～60，界面改性劑0.1～5，聚烯烴30～60，協(xié)同阻燃劑0～10，抗氧劑0.1～2。制備方法先將金屬氫氧化物用界面改性劑預(yù)處理，然后再將預(yù)處理后的金屬氫氧化物與抗氧劑、協(xié)同阻燃劑共混擠出。由本發(fā)明制備的復(fù)合物具有良好的阻燃性能和力學(xué)性能，可用做電線(xiàn)電纜、管材、棒材的無(wú)鹵阻燃聚烯烴材料。文檔編號(hào)C08L23/00GK101148526SQ20071003006公開(kāi)日2008年3月26日申請(qǐng)日期2007年9月4日優(yōu)先權(quán)日2007年9月4日發(fā)明者劉述梅,華葉,孔祥建,趙建青申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)