專利名稱：一種阻燃聚丙烯復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種阻燃聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，屬有機高分子阻燃復(fù)合材料的 制備及應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚丙烯是一種高分子材料，無毒、密度小、質(zhì)量輕，力學(xué)、電絕緣及耐化學(xué)性能優(yōu) 異，被廣泛用于電子、建筑、紡織、裝飾、機械等領(lǐng)域；由于聚丙烯屬易燃材料，燃燒時會釋放 有毒的腐蝕性氣體及大量濃煙，給生命財產(chǎn)均帶來隱患，如何使聚丙烯材料具有阻燃性能 是一個十分重要的研究課題。目前，市場上常用的阻燃材料是無機的氫氧化鋁和氫氧化鎂，但添加量較大，必須 達(dá)到40%以上才有阻燃效果，影響在高分子材料中應(yīng)用；而以鹵素為主的有機阻燃劑雖然 能保證高分子材料的性能，但其燃燒時會釋放有毒和致癌性物質(zhì)，使應(yīng)用受到很大限制。聚磷酸銨做為阻燃劑有很多優(yōu)點，阻燃元素磷、氮含量高，熱穩(wěn)定性好，近中性，毒 性低、阻燃性能持久，缺點是相容性差，故必須提高聚磷酸銨的相容性。γ -氨丙基三乙氧基硅烷KH550，是一種通用的帶有氨基基團的硅烷偶聯(lián)劑，含有 二種不同的反應(yīng)性基團，硅烷偶聯(lián)劑中的烷氧基通過水解可生成硅醇，與阻燃劑表面可形 成阻燃劑-硅烷偶聯(lián)劑-有機相的結(jié)合層，從而使聚合物與材料的界面獲得較好的粘結(jié)強 度。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是針對背景技術(shù)的狀況，采用、-氨丙基三乙氧基硅烷KH550對聚 磷酸銨進(jìn)行表面改性，然后與聚丙烯進(jìn)行混合，得到聚磷酸銨-聚丙烯阻燃復(fù)合材料，使聚 丙烯復(fù)合材料具有阻燃性能，以大幅度提高聚丙烯復(fù)合材料的性能和應(yīng)用范圍。技術(shù)方案本發(fā)明使用的化學(xué)物質(zhì)材料為聚丙烯、聚磷酸銨、Y-氨丙基三乙氧基硅烷、無 水乙醇、乙酸、水浴水，其組合用量如下以克、毫升為計量單位聚丙烯[CH2CH3CHJn160g士0. 0005g
聚磷酸銨(NH4)H140g士0. 0005g
Y -氨丙基三乙氧基硅烷KH550C9H24NSiO30. 8g 士 0. 0005g
無水乙醇CH3CH2OH300ml士Iml
乙酸CH3COOH4ml士0. Olml
去離子水H2O1000ml士IOml
制備方法如下
(1)精選化學(xué)物質(zhì)材料
對制備所需的化學(xué)物質(zhì)原料要進(jìn)行精選，并進(jìn)行質(zhì)量純度控制，質(zhì)量百分率如
聚丙烯聚磷酸銨Y-氨丙基無水乙醇乙酸
乙氧基硅烷液態(tài)液體 >99.5%
液態(tài)液體 >99.7% 液態(tài)液體 >99.7% 液態(tài)液體 >99.9%
固態(tài)固體 彡99. 0% 固態(tài)固體 彡99. 5% 去離子水(2)配置改性劑稱取Y-氨丙基三乙氧基硅烷0.8g 士 0.0005g、無水乙醇5ml 士 0. 5ml置于燒杯中； 將乙酸細(xì)1士0. 5ml緩慢地加入燒杯中，使燒杯中的溶液酸堿度PH值為3. 5_5，偏酸性；用 超聲波分散機分散20min士 lmin，成Y -氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液；(3)制備改性聚磷酸銨制備是在燒杯中，在水浴、加熱、攪拌下完成的；①將燒杯固定于水浴缸中，將攪拌器插入燒杯中；②將聚磷酸銨40g士0. 0005g加入燒杯中，然后加入無水乙醇士0. 5ml，高速 攪拌20min，攪拌速度300r/min ；并開啟加熱器，將溫度升至70°C 士2°C ；③緩慢加入改性劑Y-氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液9ml 士 lml，繼續(xù)高速攪拌
60min ；④在制備過程中，將發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)式如下
權(quán)利要求
1. 一種阻燃聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于使用的化學(xué)物質(zhì)材料為聚丙 烯、[CH2CH3CHJn 160g士0. 0005g聚磷酸銨、 (NH4) n+2Pn03n+1 40g士0. 0005gY -氨丙基三乙氧基硅烷、KH550 C9H24NSiO3 0. 8g 士 0. 0005g無水乙醇、乙酸、水浴水，其組合用量如下以克、 毫升為計量單位 聚丙烯 聚磷酸銨無水乙醇 乙酸 去離子水 制備方法如下(1)精選化學(xué)物質(zhì)材料 對制備所需的化學(xué)物質(zhì)原料要進(jìn)行精選，并進(jìn)行質(zhì)量純度控制，質(zhì)量百分率如下 聚丙烯固態(tài)固體 彡99.0%聚磷酸銨固態(tài)固體 >99.5%Y-氨丙基三乙氧基硅烷液態(tài)液體 > 99. 5% 無水乙醇液態(tài)液體 >99.7% 乙酸 液態(tài)液體 >99.7% 去離子水 液態(tài)液體 > 99. 9%(2)配置改性劑稱取Y-氨丙基三乙氧基硅烷0.8g士0.0005g、無水乙醇5ml士0. 5ml置于燒杯中；將 乙酸細(xì)1士0. 5ml緩慢地加入燒杯中，使燒杯中的溶液酸堿度pH值為3. 5_5，偏酸性；用超 聲波分散機分散20min士 lmin，成Y -氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液；(3)制備改性聚磷酸銨制備是在燒杯中，在水浴、加熱、攪拌下完成的；①將燒杯固定于水浴缸中，將攪拌器插入燒杯中；②將聚磷酸銨40g士0.0005g加入燒杯中，然后加入無水乙醇士0. 5ml，高速攪拌 20min，攪拌速度300r/min ；并開啟加熱器，將溫度升至70°C 士2°C ；③緩慢加入改性劑Y-氨丙基三乙氧基硅烷乙醇溶液9ml士 lml，繼續(xù)高速攪拌 60min ；④在制備過程中，將發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)式如下
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻燃聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在干在電加 熱器(1)上設(shè)有顯示屏O)、指示燈(3)、控制開關(guān)；在電加熱器(1)上部為水浴缸(5)， 水浴缸(5)上部為缸蓋(6)，在缸蓋(6)上設(shè)有燒杯(8)，并由固定座(7)固定，燒杯(8)上 部為燒杯蓋(9)，燒杯⑶內(nèi)中間位置設(shè)置攪拌器(11)，攪拌器(11)由固定座(10)定位、攪 拌架(12)、攪拌座(13)固定；水浴缸(5)內(nèi)為水浴水(14)，燒杯⑶下部置于水浴水(14) 中，水浴水(14)要淹沒燒杯體積的4/5 ；燒杯(8)內(nèi)為混合溶液(15)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻燃聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于注塑模具(16)為開合式矩形，四角部設(shè)有開合架(17)，注塑模具(16)內(nèi)部并排設(shè)有不同形狀的型 腔啞鈴狀型腔(19)、矩形型腔(20)、槽狀型腔(21)，各型腔分別聯(lián)通上部的注液口(18)， 通過注液口(18)向各型腔注入熔融液(22)，熔融液0 注入后，用金屬錐塞蓋住注 液口(18)，注塑模具(16)加入熔融液0 后置于注塑機上加熱成型，成型后冷卻至25°C， 打開開合架(17)，脫模，取出各條形樣件，經(jīng)切割、修邊、拋光后，即成最終樣條。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種阻燃聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，是針對聚丙烯的易燃特性，采用在聚丙烯材料中添加改性的阻燃助劑聚磷酸銨，先在燒杯中，在加熱70℃、在水浴、快速攪拌下制成改性阻燃混合溶液，經(jīng)抽濾、干燥制成改性阻燃聚磷酸銨，聚磷酸銨與聚丙烯粉體混合、注塑，在注塑機上加熱壓制成阻燃聚丙烯產(chǎn)品樣條，此制備方法工藝先進(jìn)合理，數(shù)據(jù)翔實準(zhǔn)確，安全穩(wěn)定可靠，聚丙烯產(chǎn)品樣條阻燃效果好，阻燃性能可提高76.47％，阻燃復(fù)合材料力學(xué)性能好，熱力學(xué)性能穩(wěn)定，是十分理想的制備阻燃聚丙烯材料和器件的方法。
文檔編號B29C45/26GK102134351SQ201110092960
公開日2011年7月27日 申請日期2011年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月9日
發(fā)明者張猛, 晏泓, 林紅嬌, 王慧芳, 許并社, 魏麗喬 申請人:太原理工大學(xué)