[发明专利]一种无卤阻燃EVA复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种无卤阻燃材料，具体地说是一种机械性能良好的无卤阻燃EVA复合材料。

背景技术

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）本身属于比较易燃聚合物材料，其极限氧指数仅17.0-19.0％，随醋酸乙烯酯含量的增加而极限氧指数有所增加，但成炭率低，燃烧时产生熔滴，所以在很多应用场合都要求对其进行阻燃改性。目前，国内外对乙烯-醋酸乙烯酯阻燃处理主要采用添加型阻燃剂。据《先进聚合物加工技术》（Polymers for Advanced Technologies，2011，22 : 379-394）介绍，已用和可用于阻燃乙烯-醋酸乙烯酯的无卤添加型阻燃剂中，氢氧化物阻燃剂是最经常使用的，它价廉，无毒，抑烟。氢氧化物阻燃剂主要是通过受热释放水蒸气隔绝火焰，稀释氧气，同时分解产生的金属氧化物促进聚合物在燃烧时稠环炭化，起到固相阻燃作用。但在添加氢氧化物阻燃剂达到阻燃目的的同时，氢氧化物阻燃剂会恶化乙烯-醋酸乙烯酯复合材料的力学性能。

磷腈及其衍生物是一类无卤、环境友好型氮-磷系阻燃剂，由于其具有热稳定性较高、仅含P、N两种阻燃元素、阻燃效率高、低毒等一系列优势，被研究者展开了广泛的研究及应用。目前，添加在塑料聚合物的环磷腈类阻燃剂种类主要有：①羟基环三磷腈阻燃剂，②含胺基环三磷腈阻燃剂，③含双键环三磷腈阻燃剂。其中含胺基环三磷腈是一种同时具备合成和应用性能的磷腈化合物。目前，行业内学者对于含胺基环三磷腈阻燃剂中研究较多的是苯胺基环三磷腈，如CN101597308公开了一种六苯胺基环三磷腈及无卤阻燃环氧树脂组合物的制备方法；其工艺是将有机溶剂、六氯环三磷腈、苯胺、缚酸剂加入反应装置内，搅拌，通入氮气保护，加热至50-120℃，向反应装置内加入四丁基溴化铵催化剂，反应5-16 h，冷却后抽滤，对滤液进行减压蒸馏，蒸发去除有机溶剂，将所得目标物产物干燥，即得六苯氨基环三磷腈。该化合物用于制备EMC无卤复合材料，其阻燃性能优异、成炭率高、毒性小、腐蚀性小以及制备方法简单；但是，此类阻燃剂与传统无机及有机阻燃剂体系类似，加入到EVA塑料聚合物容易恶化其复合材料的机械力学性能，而且其相容性差、熔程宽、纯度低、熔点高，在塑料聚合物（如EVA、PP）中使用其加工性能较差。目前，行业内为克服这个问题，往往通过减少磷腈类阻燃剂的添加量来改善其对塑料聚合物材料的加工及机械力学性能，于此同时，其阻燃效果就会降低。

发明内容

本发明的目的就是提供一种无卤阻燃EVA复合材料，以解决现有阻燃剂添加到EVA塑料基料中，在能够达到阻燃效果的同时存在加工性能差、容易恶化复合材料的机械力学性能的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种无卤阻燃EVA复合材料，包括乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）与复合阻燃剂，所述乙烯-醋酸乙烯酯与复合阻燃剂的质量比为3﹕2， 所述复合阻燃剂由聚磷酸铵（APP）、三(1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯以（Trimer）及脂肪胺取代磷腈衍生物组成，所述复合阻燃剂中的聚磷酸胺与三(1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯的质量比为2﹕1，所述脂肪胺取代磷腈衍生物与由所述聚磷酸胺和三(1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯组成的混合物的质量比为1-15﹕25-39；所述脂肪胺取代磷腈衍生物的化学通式为：

                                                                 

所述脂肪胺取代磷腈衍生物化学通式中的R为7或11。

所述脂肪胺取代磷腈衍生物与所述聚磷酸胺和三(1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯组成的混合物的质量比优选1﹕3-19。

所述的无卤阻燃EVA复合材料中脂肪胺取代磷腈衍生物的制备方法如下：

（a）将六氯环三磷腈与缚酸剂溶于有机溶剂中，通入N₂保护，在温度为50-80℃下搅拌均匀，得混合液；在所述混合液中边搅拌边滴加脂肪胺，在0.5-2h内滴加完毕后在50-80℃下回流反应9-12h，得反应液；所述六氯环三磷腈、缚酸剂以及脂肪胺的摩尔比为1﹕6-10﹕6.0-6.6，所述脂肪胺为正辛胺或十二胺中的一种；

（b）将所述反应液冷却，静置分层，分离目标产物并将其干燥，得脂肪胺取代磷腈衍生物。

所述的无卤阻燃EVA复合材料，是通过以下制备方法获得的：