[发明专利]水滑石/磷氮系阻燃剂复配阻燃PET材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种水滑石/磷氮系阻燃剂复配阻燃PET材料及其制备方法，特征是先在微乳液中制备层状有机改性的水滑石，将其与磷氮系阻燃剂、PET树脂混合均匀，得到含有阻燃剂的聚酯树脂并在PET薄膜上进行涂布，制得水滑石/磷氮系阻燃剂复配阻燃PET材料。本发明的方法操作简单、易行，易于工业化生产，实现了无机阻燃剂水滑石、磷氮系阻燃剂与PET树脂组成的二元复合阻燃剂体系。与纯磷氮系阻燃材料相比，本发明的水滑石/磷氮系阻燃剂复配阻燃PET材料具有优良阻燃性能，同时抑烟效果显著，符合无卤、低烟、环保和UL94 V‑0级的阻燃要求。

(一)技术领域

本发明涉及阻燃材料及其制备方法，具体涉及一种水滑石/磷氮系阻燃剂复配阻燃PET的制备方法和应用，尤其是在制备阻燃高分子材料中的应用。

(二)背景技术

聚对苯二甲酸乙二酯(PET)是一种重要的工程材料，具有优良的物理性能和化学性能，耐疲劳性、耐摩擦性、耐老化性优异，经常作为纤维，薄膜，饮料的容器使用。PET具有各项优异的性能，但是其力学性能不稳定、耐高热性不好，且具有可燃性，燃烧滴落严重的问题，极大影响其实际应用效果，有必要对PET进行一定的阻燃改性。

CN106117992A公开了一种膨胀型阻燃剂PET体系制备方法，使用聚磷酸铵作为酸源， THEIC作为炭源和气源，得到膨胀型阻燃改性的对苯二甲酸乙二醇酯体系的阻燃剂，具有良好的阻燃性能。CN101875761A公开了一种阻燃增强PET材料，使用十溴二苯乙烷和磷氮系阻燃剂进行复配，增强了其PET的阻燃性能和物理性能。CN104693720A公开了一种磷氮无卤阻燃改性PC/PE复合材料，该材料具有优异的阻燃性能和机械性能。磷氮阻燃剂虽具有优异的阻燃性能，但其抑烟效果较差。

水滑石作为无机阻燃剂具有价廉、无毒、无刺激的优点，改性后与聚合物基体的相容性较好。同时它又具有良好的阻燃性能，在高温下，填充于聚合物中的水滑石可失去层间水及层板上羟基脱水并以水蒸气形式散发掉，分解释放出水和CO₂气体，吸收大量的热并且稀释氧气的浓度，从而降低聚合物燃烧表面的温度，阻止聚合物的进一步降解，起到阻燃的作用。层状水滑石的特殊层状结构使其具有较大的表面积和表面吸附活性中心，能吸附有害气体特别是酸性气体，因而具有阻燃、抑烟的双重功能。如CN105218861A公开了一种阻燃抑烟用有机改性水滑石的制备方法，使用双螺环磷系化合物对镁铝水滑石进行改性。如CN105199146A公开的一种水滑石复合阻燃剂的制备方法，使用了膨胀型阻燃剂对水滑石进行改性，提高其抑烟性能，并保持良好的力学性能。

磷氮系阻燃剂具有环保、阻燃性能优异的优点，水滑石具有抑烟、保持基体力学稳定性的优势，结合两者优点制备水滑石/磷氮系阻燃剂复合阻燃材料，发挥两者协同效应，具有重要的工业价值。

(三)发明内容

本发明要解决的首要技术问题在于提供一种水滑石/磷氮系阻燃剂复配阻燃PET材料。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

(1)层状水滑石的制备

在四口烧瓶中加入10-30g表面活性剂，100-500ml H₂O和200-700g辛烷，滴加重量百分浓度为5-50％的碱性溶液调节pH到8.0-12.0，搅拌均匀后加入二价金属离子盐和三价金属离子盐，二价金属离子与三价金属离子的摩尔比为1:1-5:1，同时用碱性溶液控制pH＝8.0-12.0，升温到60-150℃反应8-24h，产物离心洗涤干燥后得到有机改性的水滑石。

(2)水滑石/磷氮系阻燃剂复配阻燃PET材料的制备