[发明专利]一种无卤阻燃、低气味聚丙烯/层状双氢氧化物纳米复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及塑料改性技术领域，具体涉及了聚丙烯/层状双氢氧化物纳米复合材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯(PP)是一种热塑性树脂，其原料来源丰富，价格低廉，同时具有较好的综合性能，在汽车、电器、日用品及家具、包装、建筑等行业中得到了日益广泛的应用。然而聚丙烯的阻燃性能差，极易燃烧，其极限氧指数(LOI)为18.5，属于易燃物，遇火燃烧时发热量高、燃烧速度快，并伴有发烟、滴落现象，容易发生火灾，火焰传播速度快，不易熄灭，给人们的生命、财产造成极大的伤害。因此未改性的聚丙烯的应用领域受到极大的限制。目前，广泛使用的聚丙烯大多是经过阻燃改性的。此外，由于改性聚丙烯中大多含有一些与聚丙烯基体不相容的小分子物质，因此，其制品在使用过程中会产生挥发物，影响制件的使用，同时还产生一定的难闻气味，对空气，尤其是室内空气产生不良影响，对用户的健康及环境造成一定的损害。随着人们对环保和健康的日益重视，制品的低挥发、低气味性能也越来越被重视，出厂时需要对其进行检测和控制。

层状双氢氧化物(LDH)是指理想组成为[N²⁺_1-xM³⁺_x·(OH)₂]^x+(A^h-)_x/h·mH₂O的一类典型的阴离子型插层材料，其中N²⁺为二价金属离子，包括：Mg²⁺、Ca²⁺、Ba²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Cr²⁺、Co²⁺、Ni²⁺；M³⁺为三价金属离子，包括Al³⁺、Fe³⁺、Co³⁺、Ni³⁺。A为阴离子，包括NO₃^-、Cl^-、CO₃^2-、SO₄^2-及十二烷基磺酸根，简记为N_nM/A-LDH，n为N²⁺与M³⁺的摩尔比。层状双氢氧化物作为一种纳米改性剂，在高分子材料领域有着重要的应用，可以用作阻燃抑烟剂、生物/医用材料、紫外/红外吸收材料等。在专利CN03131694.8中提出的聚合物/层状双氢氧化物纳米复合材料及其制备方法，解决了分散不均匀及相容性问题，但未对层状双氢氧化物的阻燃性做特别研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无卤阻燃、低气味聚丙烯/层状双氢氧化物纳米复合材料及其制备方法。

本发明的无卤阻燃、低气味聚丙烯/层状双氢氧化物纳米复合材料，其特征在于复合材料由以下重量百分比(wt％)的原料组成：

聚丙烯    70～99

纳米无卤阻燃体系    1～30

所述聚丙烯为均聚或者嵌段共聚聚丙烯，用量为70wt％～99wt％。

所述纳米无卤阻燃体系是一种3-羟基苯基氧磷基丙酸(CEPPA)插层的层状双氢氧化物二组元的纳米无卤阻燃体系。

本发明的无卤阻燃、低气味聚丙烯/层状双氢氧化物纳米复合材料的制备方法，其特征在于制备方法包括如下步骤：

步骤一、纳米无卤阻燃体系的制备

在二价金属离子与三价金属离子摩尔比n＝1～3、金属离子总浓度为0.1～1mol/L的混合盐的水溶液中，滴加入含有三价金属离子总摩尔量0.5～1.5倍的3-羟基苯基氧磷基丙酸CEPPA，滴加重量浓度为5～50％碱的混合溶液，至pH值7～12，在N₂保护下，搅拌1～2h，60℃～80℃陈化24～72h，然后冷却、过滤、洗涤、干燥，得纳米无卤阻燃体系。

步骤二、混合

将聚丙烯及上述制备的纳米无卤阻燃体系在双螺杆挤出机中混合，挤出温度设定在180℃～220℃范围内，真空度-0.08Pa，主机转速80～280r/min。