[发明专利]渣油阻燃剂组合物与阻燃聚烯烃复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃剂组合物与聚烯烃复合的阻燃材料，特别涉及一种渣油阻燃剂组合物及其与聚烯烃复合所形成的阻燃材料及其制备方法。

背景技术

阻燃剂是改进高聚物如聚烯烃阻燃性，提高其防火或高温安全性的主要添加剂及改性方法，阻燃剂具有阻止有机材料引燃或抑制着火火焰传播的特点。阻燃高分子材料的抗火灾、防毒害性对人的生命与环境极为重要。

现有阻燃剂技术的按照阻燃机理，可概括分为如下几类。

第一类、发烟型阻燃剂。如含卤阻燃剂氧化锑复合或磷氮复合阻燃剂，在遇火后生成卤化氢烟雾隔绝空气中的氧气使火焰熄灭；红磷包覆体与含氮阻燃剂组合物可有效阻燃聚烯烃，但存在发烟量大、毒害性强及添加量大的问题。溴系阻燃剂应用广泛，但热分解和燃烧产生大量烟雾及有毒腐蚀性气体，严重腐蚀仪器设备并毒害人体。这类有毒与腐蚀性溴系阻燃剂，如六(八、十)溴双酚A系列阻燃剂等，在世界不同地区已被限制或禁用。专利200410067961.0利用复合催化剂制备出溴化聚苯乙烯阻燃剂，但该阻燃剂阻燃效果不稳定。

第二类、膨胀阻燃或膨胀成炭型阻燃(IFR)剂。即阻燃剂遇火或高温后产生气泡迅速膨胀隔绝空气中的氧气。该阻燃剂由酸源即脱水剂、碳源即成炭剂、气源即氮源或发泡剂部分组成。IFR通过最大程度成炭或高质量成炭性对阻燃聚烯烃阻燃效果好。以色列溴化合物公司的专利02827591.8公开一种阻燃聚合物组合物，它含有聚烯烃等组分、至少一种含卤素阻燃剂和一种热膨胀石墨。该阻燃剂和热膨胀石墨的总量约6.5～40wt％，它含有三氧化锑的量比现有技术组合物达到同样阻燃度所需要的量低得多。该发明使热膨胀石墨从室温到900℃骤热膨胀50倍或50倍以上，但石墨需强酸化处理环保性差。膨胀石墨与聚丙烯复合制备阻燃材料时，即使石墨质量份达到30％时阻燃效果也差，石墨因制备方法不同阻燃效果差别也很大，阻燃效果不稳定。

第三类、无机填充阻燃剂。以氢氧化镁、氢氧化铝等无机阻燃剂高质量分数填充，以降低高聚物基体燃烧的发烟量及有毒或腐蚀性气体。但这些无机阻燃剂添加量高达60％才产生阻燃效果，显著恶化高分子基材料物理力学性能，很难得到高性能及稳定阻燃复合材料。

现有技术中，红磷阻燃聚烯烃材料主要采用第一类和第二类阻燃剂原理，红磷组合物与聚烯烃复合材料在高温产生磷化氢烟雾，快速隔绝空气产生阻燃作用。但红磷存在存放、加工或运输安全问题。因此，红磷必须先制成阻燃母粒或包覆中间体，然后再用于制备聚烯烃阻燃材料。例如，脲醛树脂包覆红磷微粉，是以脲醛树脂预聚物原位聚合反应对红磷包覆制成微胶囊，再以9wt％加量制得阻燃聚乙烯材料(吴志平，舒万艮等，应用化工，2005年06期)。

现有技术采用硼酸锌/改性蜜胺树脂囊材，对红磷进行无机/有机双层包覆，采用超声波分散及研磨技术制备微胶囊红磷超细颗粒，形成阻燃微胶囊红磷。现有技术采用气泡液膜法，经无机-有机复合制备出双层包覆红磷阻燃剂，可与水滑石和蜜胺氰尿酸酯制备阻燃剂组合物。现有技术采用三聚氰胺氰尿酸盐包覆红磷制备微胶囊阻燃剂组合物，不同阻燃剂的协同作用提高阻燃效率。

但是，现有技术对红磷的各种处理包覆技术，都存在成本高、安全性差、应用范围窄的缺点，特别是超微红磷包覆处理的量很小，难以实际使用。

上述现有技术虽然报道了许多阻燃剂及其聚烯烃阻燃材料制备方法，但未见采用渣油为阻燃剂的报道，特别是，未见采用在渣油缩聚物的混合多环多核芳烃树脂中，通过该树脂的缩聚反应包覆红磷制成阻燃剂组合物，达到协同阻燃高聚物尤其是聚烯烃高聚物的报道。

发明内容