本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于三哌嗪-三嗪成炭劑的阻燃復(fù)合物。

背景技術(shù)：

高分子材料由于本身結(jié)構(gòu)的原因，大部分都是易燃的，由于結(jié)構(gòu)的不同，有的高分子材料燃燒后能產(chǎn)生一定量的炭，有的基本上不會(huì)產(chǎn)生炭，而產(chǎn)生炭對(duì)提高阻燃性能非常重要。通常成炭率高的材料本身阻燃性能比較好，而且通過(guò)添加少量阻燃劑就可以很容易實(shí)現(xiàn)阻燃。因此成炭對(duì)高分子材料實(shí)現(xiàn)阻燃異常重要。對(duì)于本身難以成炭的高分子而言，通過(guò)引入成炭劑與阻燃劑復(fù)合是提高其阻燃性能更有效的一種方法。因而，一些難成炭高分子如聚烯烴、乙烯醋酸乙烯酯共聚物、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物等，通常引入成炭劑季戊四醇、三嗪成炭劑或成炭高分子聚碳酸酯等來(lái)提高其阻燃效率。

三嗪成炭劑是近些年開(kāi)發(fā)的一種新型成炭劑，由于其實(shí)大分子比季戊四醇等小分子成炭劑在抗析出和耐水性方面有優(yōu)勢(shì)，阻燃效率也比較高。但是三嗪成炭劑常以三聚氯氰為原料，涉及多官能的反應(yīng)，反應(yīng)活性也不夠高、空間位阻又大，使得三嗪類成炭劑中cl元素殘留較高。因而我們開(kāi)發(fā)了三哌嗪三嗪，先采用哌嗪將三聚氯氰的三個(gè)氯取代，形成三哌嗪-三嗪，然后采用高活性的二元酰氯為單體，通過(guò)形成酰胺的形式來(lái)制備含有三哌嗪-三嗪結(jié)構(gòu)的成炭劑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是：提供一種基于三哌嗪-三嗪成炭劑的阻燃復(fù)合物，采用三哌嗪-三嗪成炭劑作為成炭劑，以高分子p作為基體，采用磷系阻燃劑作為酸源，另外添加其他的助劑，形成阻燃復(fù)合物，提高阻燃效率，充分發(fā)揮三哌嗪-三嗪成炭劑的優(yōu)勢(shì)，獲得高效、環(huán)保的阻燃材料。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是：該基于三哌嗪-三嗪成炭劑的阻燃復(fù)合物為共混物，該共混物的組分包括高分子基體p、阻燃劑體系f、協(xié)效劑和抗氧劑，該共混物中各組分的質(zhì)量百分含量為：70～85﹪高分子基體p、14～28﹪阻燃劑體系f、0.9～1.4﹪協(xié)效劑、0.1～0.6﹪抗氧劑。

其中，所述的高分子基體p為聚乙烯、聚丙烯、乙烯醋酸乙烯酯eva、熱塑性聚氨酯tpu的一種。

其中，所述的阻燃劑體系f由磷系阻燃劑和三哌嗪-三嗪成炭劑按質(zhì)量比2:1～5:1混合而成。

其中，阻燃劑體系f中的磷系阻燃劑為聚磷酸銨、聚磷酸三聚氰胺、二乙基次膦酸鋁。

其中，所述的協(xié)效劑為蒙脫土、分子篩、海泡石、埃洛石、石墨烯或醋酸鋅。

其中，所述的抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基)苯丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯、三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯、雙（2，4-二叔丁基苯酚）季戊四醇二亞磷酸酯、雙（十八烷基）季戊四醇二亞磷酸酯中的一種或多種。

其中，所述的阻燃復(fù)合物中還可以加入常用助劑，如偶聯(lián)劑、紫外光吸收劑、增強(qiáng)劑；偶聯(lián)劑有鈦酸四丁酯、鈦酸四異丙酯、二硬脂酰氧異丙基鋁酸、硅烷偶聯(lián)劑kh550、kh560、kh570；紫外線吸收劑有uv-531、uvp-327、am-101，增強(qiáng)劑有dh-1、dh-2、dh-3、dh-4。

本發(fā)明制得的基于三哌嗪-三嗪成炭劑的阻燃復(fù)合物，與現(xiàn)有的無(wú)鹵阻燃復(fù)合物相比較，具有以下特點(diǎn)：

1）阻燃效率高，能在阻燃劑添加量較低時(shí)通過(guò)ul94v-0級(jí)別，并保持了材料良好的力學(xué)性能和質(zhì)輕的優(yōu)點(diǎn)；

2）材料加工工藝簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕，不粘連模具，生產(chǎn)和使用更簡(jiǎn)便；

3）制品熱穩(wěn)定性好，阻燃劑和協(xié)效劑與高分子基體加工及熱解溫度相匹配，加工過(guò)程不分解，燃燒時(shí)在基體降解前能形成致密膨脹炭層保護(hù)下層基體；

4）阻燃復(fù)合物燃燒時(shí)快速形成凝聚相炭層，具有良好的抗熔滴特性。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的分析，但并不是對(duì)技術(shù)方案的限制。

實(shí)施例1：取750g聚乙烯、240g阻燃劑體系（180g聚磷酸銨，60g三哌嗪-三嗪成炭劑）、9g蒙脫土、1g四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基)苯丙酸]季戊四醇酯，使用高速混合機(jī)混合均勻；將所得混合物加入螺桿擠出機(jī)的料筒中進(jìn)行擠出，冷卻、切料制得阻燃聚丙烯復(fù)合物；其中螺桿轉(zhuǎn)速60r/min，擠出溫度為160℃。

按ul94標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，實(shí)施例1的阻燃聚丙烯復(fù)合物的垂直燃燒性能為v-0級(jí)；現(xiàn)有的商品無(wú)鹵阻燃聚乙烯復(fù)合物若達(dá)到ul94v-0級(jí)別時(shí)，所需阻燃劑的添加量不少于30wt﹪。

實(shí)施例2：取850g聚丙烯、140g阻燃劑體系（94g聚磷酸銨，46g三哌嗪-三嗪成炭劑）、9g分子篩、1gβ-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯，使用高速混合機(jī)混合均勻；將所得混合物加入螺桿擠出機(jī)的料筒中進(jìn)行擠出，冷卻、切料制得阻燃聚乙烯復(fù)合物；其中螺桿轉(zhuǎn)速70r/min，擠出溫度為190℃。

按ul94標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，實(shí)施例2的阻燃聚乙烯復(fù)合物的垂直燃燒性能為v-0級(jí)；現(xiàn)有的商品無(wú)鹵阻燃聚丙烯復(fù)合物若達(dá)到ul94v-0級(jí)別時(shí)，所需阻燃劑的添加量不少于20wt﹪。

實(shí)施例3：取425g乙烯醋酸乙烯酯eva、70g阻燃劑體系（47g聚磷酸銨，23g三哌嗪-三嗪成炭劑）、4.5g分子篩、0.5g三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯，使用高速混合機(jī)混合均勻；將所得混合物加入螺桿擠出機(jī)的料筒中進(jìn)行擠出，冷卻、切料制得阻燃eva復(fù)合物；其中螺桿轉(zhuǎn)速60r/min，擠出溫度為140℃。

按ul94標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，實(shí)施例3的阻燃eva復(fù)合物的垂直燃燒性能為v-0級(jí)；現(xiàn)有商品無(wú)鹵阻燃eva復(fù)合物若達(dá)到ul94v-0級(jí)別時(shí)，所需阻燃劑的添加量不少于30wt﹪。

實(shí)施例4：取400gtpu、90g阻燃劑體系（75g聚磷酸銨，15g三哌嗪-三嗪成炭劑）、7g埃洛石、2g雙（2，4-二叔丁基苯酚）季戊四醇二亞磷酸酯、1g雙（十八烷基）季戊四醇二亞磷酸酯，使用高速混合機(jī)混合均勻；將所得混合物加入螺桿擠出機(jī)的料筒中進(jìn)行擠出，冷卻、切料制得阻燃tpu復(fù)合物；其中螺桿轉(zhuǎn)速80r/min，加工溫度為160℃。

按ul94標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，實(shí)施例4的阻燃tpu復(fù)合物的垂直燃燒性能為v-0級(jí)；現(xiàn)有商品無(wú)鹵阻燃tpu復(fù)合物若達(dá)到ul94v-0級(jí)別時(shí)，所需阻燃劑的添加量不少于25wt﹪。

實(shí)施例5：取1050g聚乙烯、420g阻燃劑體系（315g聚磷酸三聚氰胺，105g三哌嗪-三嗪成炭劑）、21g海泡石、9g雙（2，4-二叔丁基苯酚）季戊四醇二亞磷酸酯，使用高速混合機(jī)混合均勻；將所得混合物加入螺桿擠出機(jī)的料筒中進(jìn)行擠出，冷卻、切料制得阻燃聚丙烯-聚乙烯復(fù)合物；其中螺桿轉(zhuǎn)速70r/min，加工溫度為150℃。

按ul94標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，實(shí)施例5的聚丙烯-聚乙烯復(fù)合物的垂直燃燒性能為v-0級(jí)；現(xiàn)有的商品無(wú)鹵阻燃聚乙烯復(fù)合物若達(dá)到ul94v-0級(jí)別時(shí)，所需阻燃劑的添加量不少于30wt﹪。

實(shí)施例6：取1200g聚丙烯、270g阻燃劑體系（203g聚磷酸三聚氰胺，67g三哌嗪-三嗪成炭劑）、21g醋酸鋅、9g雙（十八烷基）季戊四醇二亞磷酸酯，使用高速混合機(jī)混合均勻；將所得混合物加入螺桿擠出機(jī)的料筒中進(jìn)行擠出，冷卻、切料制得阻燃聚丙烯復(fù)合物；其中螺桿轉(zhuǎn)速80r/min，加工溫度200℃。

按ul94標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，實(shí)施例6的阻燃聚丙烯復(fù)合物的垂直燃燒性能為v-0級(jí)；現(xiàn)有的無(wú)鹵阻燃聚丙烯-聚乙烯復(fù)合物若達(dá)到v-0級(jí)別時(shí)，所需阻燃劑的最低添加量為28wt﹪。

實(shí)施例7：取2250g乙烯醋酸乙烯酯eva、720g阻燃劑體系（480g聚磷酸三聚氰胺，240g三哌嗪-三嗪成炭劑）、27g石墨烯、2gβ-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯，1g雙（十八烷基）季戊四醇二亞磷酸酯，使用高速混合機(jī)混合均勻；將所得混合物加入螺桿擠出機(jī)的料筒中進(jìn)行擠出，冷卻、切料制得阻燃eva復(fù)合物；其中螺桿轉(zhuǎn)速70r/min，擠出溫度為140℃。

按ul94標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，實(shí)施例7的阻燃eva復(fù)合物的垂直燃燒性能為v-0級(jí)；現(xiàn)有商品無(wú)鹵阻燃eva復(fù)合物若達(dá)到ul94v-0級(jí)別時(shí)，所需阻燃劑的添加量不少于30wt﹪。

實(shí)施例8：取4000gtpu、900g阻燃劑體系（600g聚磷酸三聚氰銨，300g三哌嗪-三嗪成炭劑）、70g蒙脫土、18g四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基)苯丙酸]季戊四醇酯、12gβ-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯，使用高速混合機(jī)混合均勻；將所得混合物加入螺桿擠出機(jī)的料筒中進(jìn)行擠出，冷卻、切料制得阻燃tpu復(fù)合物；其中螺桿轉(zhuǎn)速100r/min，加工溫度為180℃。

按ul94標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，實(shí)施例8的阻燃tpu復(fù)合物的垂直燃燒性能為v-0級(jí)?，F(xiàn)有商品無(wú)鹵阻燃tpu復(fù)合物若達(dá)到ul94v-0級(jí)別時(shí)，所需阻燃劑的添加量不少于25wt﹪。

實(shí)施例9：取1700g聚乙烯、280g阻燃劑體系（187g二乙基次膦酸鋁，93g三哌嗪-三嗪成炭劑）、18g分子篩、1g四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基)苯丙酸]季戊四醇酯、1g三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯，使用高速混合機(jī)混合均勻；將所得混合物加入螺桿擠出機(jī)的料筒中進(jìn)行擠出，冷卻、切料制得阻燃聚丙烯復(fù)合物；其中螺桿轉(zhuǎn)速70r/min，擠出溫度為150℃。

按ul94標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，實(shí)施例9的阻燃聚丙烯復(fù)合物的垂直燃燒性能為v-0級(jí)；現(xiàn)有的商品無(wú)鹵阻燃聚乙烯復(fù)合物若達(dá)到ul94v-0級(jí)別時(shí)，所需阻燃劑的添加量不少于30wt﹪。

實(shí)施例10：取4100g聚丙烯、850g阻燃劑體系（567g二乙基次膦酸鋁，283g三哌嗪-三嗪成炭劑）、45g埃洛石、3g四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基)苯丙酸]季戊四醇酯、2g雙（2，4-二叔丁基苯酚）季戊四醇二亞磷酸酯，使用高速混合機(jī)混合均勻；將所得混合物加入螺桿擠出機(jī)的料筒中進(jìn)行擠出，冷卻、切料制得阻燃聚乙烯復(fù)合物；其中螺桿轉(zhuǎn)速60r/min，擠出溫度為180℃。

按ul94標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，實(shí)施例10的阻燃聚乙烯復(fù)合物的垂直燃燒性能為v-0級(jí)；現(xiàn)有的商品無(wú)鹵阻燃聚丙烯復(fù)合物若達(dá)到ul94v-0級(jí)別時(shí)，所需阻燃劑的添加量不少于20wt﹪。

實(shí)施例11：取7400g乙烯醋酸乙烯酯eva、2400g阻燃劑體系（1600g二乙基次膦酸鋁，800g三哌嗪-三嗪成炭劑）、140g醋酸鋅、40g四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基)苯丙酸]季戊四醇酯、20g雙（十八烷基）季戊四醇二亞磷酸酯，使用高速混合機(jī)混合均勻；將所得混合物加入螺桿擠出機(jī)的料筒中進(jìn)行擠出，冷卻、切料制得阻燃eva復(fù)合物；其中螺桿轉(zhuǎn)速90r/min，擠出溫度為160℃。

按ul94標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，實(shí)施例11的阻燃eva復(fù)合物的垂直燃燒性能為v-0級(jí)?，F(xiàn)有商品無(wú)鹵阻燃eva復(fù)合物若達(dá)到ul94v-0級(jí)別時(shí)，所需阻燃劑的添加量不少于30wt﹪。

實(shí)施例12：取8300gtpu、1600g阻燃劑體系（1067g二乙基次膦酸鋁，533g三哌嗪-三嗪成炭劑）、90g海泡石、6gβ-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯、4g三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯，使用高速混合機(jī)混合均勻；將所得混合物加入螺桿擠出機(jī)的料筒中進(jìn)行擠出，冷卻、切料制得阻燃tpu復(fù)合物；其中螺桿轉(zhuǎn)速80r/min，加工溫度為180℃。

按ul94標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，實(shí)施例12的阻燃tpu復(fù)合物的垂直燃燒性能為v-0級(jí)；現(xiàn)有商品無(wú)鹵阻燃tpu復(fù)合物若達(dá)到ul94v-0級(jí)別時(shí)，所需阻燃劑的添加量不少于25wt﹪。

實(shí)施例13：取800g聚乙烯、180g阻燃劑體系（144g聚磷酸三聚氰銨，36g三哌嗪-三嗪成炭劑）、14g分子篩、4g四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基)苯丙酸]季戊四醇酯、2g三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯，使用高速混合機(jī)混合均勻；將所得混合物加入螺桿擠出機(jī)的料筒中進(jìn)行擠出，冷卻、切料制得阻燃聚丙烯復(fù)合物；其中螺桿轉(zhuǎn)速60r/min，擠出溫度為170℃。

按ul94標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，實(shí)施例9的阻燃聚丙烯復(fù)合物的垂直燃燒性能為v-0級(jí)；現(xiàn)有的商品無(wú)鹵阻燃聚乙烯復(fù)合物若達(dá)到ul94v-0級(jí)別時(shí)，所需阻燃劑的添加量不少于30wt﹪。

實(shí)施例14：取7800gtpu、2100g阻燃劑體系（1400g聚磷酸銨，700g三哌嗪-三嗪成炭劑）、90g埃洛石、8g四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基)苯丙酸]季戊四醇酯、2g雙（2，4-二叔丁基苯酚）季戊四醇二亞磷酸酯，使用高速混合機(jī)混合均勻；將所得混合物加入螺桿擠出機(jī)的料筒中進(jìn)行擠出，冷卻、切料制得阻燃聚乙烯復(fù)合物；其中螺桿轉(zhuǎn)速80r/min，擠出溫度為150℃。

按ul94標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，實(shí)施例10的阻燃聚乙烯復(fù)合物的垂直燃燒性能為v-0級(jí)；現(xiàn)有的商品無(wú)鹵阻燃聚丙烯復(fù)合物若達(dá)到ul94v-0級(jí)別時(shí)，所需阻燃劑的添加量不少于25wt﹪。

實(shí)施例15：取810g乙烯醋酸乙烯酯eva、175g阻燃劑體系（146g聚磷酸三聚氰胺，29g三哌嗪-三嗪成炭劑）、10g醋酸鋅、3g四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基)苯丙酸]季戊四醇酯、2g雙（十八烷基）季戊四醇二亞磷酸酯，使用高速混合機(jī)混合均勻；將所得混合物加入螺桿擠出機(jī)的料筒中進(jìn)行擠出，冷卻、切料制得阻燃eva復(fù)合物；其中螺桿轉(zhuǎn)速80r/min，擠出溫度為160℃。

按ul94標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試，實(shí)施例11的阻燃eva復(fù)合物的垂直燃燒性能為v-0級(jí)?，F(xiàn)有商品無(wú)鹵阻燃eva復(fù)合物若達(dá)到ul94v-0級(jí)別時(shí)，所需阻燃劑的添加量不少于30wt﹪。

上述實(shí)施例并非是對(duì)于本發(fā)明的限制，本發(fā)明并非僅限于上述實(shí)施例，只要符合本發(fā)明要求，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。