[发明专利]一种含有天然蛋白纤维粉体的阻燃树脂母料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种阻燃树脂母料及其制备方法，涉及树脂材料加工领域。

背景技术

树脂材料用途十分广泛，但是大多数树脂材料容易燃烧，并且释放出大量的有害气体和烟雾，严重危害环境、生物圈以及人们的健康生活，因此树脂材料的阻燃是全球最为关注的热点之一。目前，添加不同阻燃体系成为树脂材料阻燃改性最为有效和普遍的方法。欧育湘(国外阻燃剂发展动态及对发展我国阻燃剂工业之浅见，精细与专用化学品，2003年第二期，3-6)报导了全球阻燃剂的需求呈增长趋势。目前全球阻燃剂的总用量已达105万t/a，今后每年仍然将以年均4％～5％的速度递增。2005年，阻燃剂在树脂添加剂市场的占有率已为19％。

目前，最为常用的阻燃剂属于含卤阻燃体系，效果显著，但由于其在燃烧时释放大量的有毒烟雾和氯化氢有毒气体，新型阻燃体系更加倾向于无卤化、低烟化和协效化。孙卫青等人(聚乙烯塑料无卤阻燃技术进展，郑州大学学报，2002年第四期，60-64)报导了火灾中烧灼致死的人数仅占15％，而85％的人都死于烟雾和有毒气体的窒息。而且随着环境问题的日益严重，发达国家相继制定了严格的标准限制含卤阻燃体系用于聚合物材料中，并开始通过法律、法规和技术贸易壁垒等方式限制甚至禁止含卤阻燃聚合物进入市场，而我国聚合物材料所生产的阻燃树脂仍然以卤系阻燃体系为主，这已经对我国的自然环境、人体健康、外贸出口造成巨大的影响。丁伟等人(聚烯烃无卤阻燃剂概况与发展方向，应用化工，2005年第一期，5-8)报导：2003年欧盟向中国发出贸易通碟，如果到2006年，中国还不能解决电视、冰箱、洗衣机等外壳高分子材料中的含卤阻燃剂问题，那么，欧盟将停止进口中国相关产品。由此，我国每年将损失2500亿元的相关产品的出口收入。

新型阻燃体系的市场前景广阔，发展空间巨大，全球众多科研院所和公司企业一直在寻找更有效的阻燃体系和阻燃方法。无卤阻燃体系有低烟、无毒的优点，不管是从发展经济上考虑，还是从安全方面考虑，高效的无卤阻燃树脂是阻燃工业发展的方向，其中复配而成的阻燃体系越来越显示出活跃的生命力和价值。

无卤阻燃体系主要包括无机阻燃体系和有机阻燃体系：

(1)无机阻燃体系主要包括SiO₂、Sb₂O₃、ZnO、Al₂O₃、Mg(OH)₂、红磷、石墨和聚磷酸铵。

SiO₂，Sb₂O₃，ZnO，Al₂O₃和Mg(OH)₂主要是通过在一定温度下脱水吸热、稀释可燃气体和氧气的浓度来阻止燃烧，但是这些属于无机阻燃体系的阻燃剂与聚合物之间缺乏相容性，且含量过高严重损害聚合物的机械性能；另外，无机阻燃体系常需要与磷系或卤系阻燃体系复配来提升阻燃效果。红磷、聚磷酸铵以及磷系阻燃体系主要是通过捕捉H·、HO·等自由基，从而中断燃烧反应，但是红磷与空气长期接触会放出剧毒PH₃气体，严重威胁人体安全，聚磷酸铵和磷系阻燃体系也同样存在与聚合物相容性较差的问题，并且只有当阻燃树脂中的P元素含量超过4％，阻燃树脂才能表现出阻燃性能，因此磷系阻燃体系的添加量在15-40％。

(2)有机阻燃体系包括磷系阻燃体系、氮系阻燃体系和膨胀型阻燃体系。

新兴的氮系阻燃体系和膨胀型阻燃体系已开始广泛的应用，氮系阻燃体系主要通过降低氧浓度和捕捉自由基来阻止燃烧的，但氮系阻燃体系仍然需要复配同卤系、磷系阻燃体系复配才能达到需要的阻燃等级。膨胀型阻燃体系主要包括碳源、酸源和气源组成，在聚合物受热时分别起成炭、脱水和降低氧浓度的功能，进而达到阻止燃烧的目的，但其添加量仍然需要20-40％。

发明内容

针对上述存在问题，本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种由低熔点树脂切片、天然蛋白纤维粉体、协效阻燃剂经过熔融共混而成的阻燃树脂母料及其制备方法，为满足本发明目的的技术解决方案是：

一种含有天然蛋白纤维粉体的阻燃树脂母料，阻燃树脂母料由天然蛋白纤维粉体与协效阻燃剂复配形成的阻燃体系和低熔点树脂切片经过熔融共混而成，阻燃体系在阻燃树脂母料中为分散相，低熔点树脂切片为连续相，且三种组分占阻燃树脂母料的质量百分比如下：

天然蛋白纤维粉体      40-50％，

协效阻燃剂            20-30％，