[发明专利]一种多组分协同无卤阻燃体系及其应用

说明书

本发明公开了一种多组分协同无卤阻燃体系及其应用，按重量百分比计，该多组分协同无卤阻燃体系原料组成包括：哌嗪焦磷酸盐10～60％；三聚氰胺焦磷酸盐10～60％；无机次磷酸盐1～30％；氧化锌0.1～10％；改性聚四氟乙烯0.01～1％。该新型的多组分协同无卤阻燃体系具有高的阻燃效率、阻燃稳定性好、适应范围宽、热稳定性好、易分散等特点，可应用于聚烯烃和TPE等材料中。

技术领域

本发明涉及无卤阻燃剂的技术领域，具体一种多组分协同无卤阻燃体系及其在制备无卤阻燃聚合物中的应用。

背景技术

阻燃剂是高分子材料的功能助剂，赋予易燃的高分子材料一定的阻燃性能，由于大多高分子材料易燃，而较多的应用场合需要可阻燃的高分子材料，因此阻燃剂是应用较多的一类功能助剂。目前阻燃剂包括了两类基本的阻燃体系：卤系阻燃体系和非卤阻燃体系。卤系阻燃体系通常是含溴阻燃剂协同三氧化二锑，大量研究表明，添加有溴系阻燃剂的高分子材料在燃烧时会产生浓烟和溴化氢等有害物质，会引起人体窒息。因此，开发安全、环保、无卤阻燃体系成为研究的热点。

无卤阻燃剂主要包括两大类基本体系：一类是无机氢氧化物体系，包括氢氧化镁和氢氧化铝；另一类是磷氮体系。对于无机氢氧化物体系，其阻燃作用有限，为了达到各种规范和标准的要求，通常添加量很高，有时高达整个配方体系的70％，由于无机氢氧化物阻燃剂与高分子基体相容性差，是以一种填料的方式分散于基体树脂里，因此，高填充量将大大降低材料的力学性能。而磷氮体系由于高效的阻燃性能，其添加量低，对材料的其他性能影响较小，是目前阻燃领域研究的重点。

磷氮阻燃体系根据其阻燃机理分为膨胀型和凝聚相型阻燃体系，这两种机理是相互冲突的。磷氮系阻燃体系通常是多组分协同作用，才能产生较好的阻燃效果。基于含氮焦磷酸盐体系是一种膨胀型的磷氮阻燃体系，其基本组成为哌嗪焦磷酸盐和三聚氰胺焦磷酸盐，具有较好的阻燃性能，同时具有较低的水溶性，在聚合物中不会引起吸潮和迁移，可应用于聚烯烃、TPE中。但该体系在应用中面临几个问题：(1)阻燃性能受聚合物基体的熔体粘度影响较大，这和其阻燃机理有关，由于其属于膨胀型体系，基体树脂在高温下的熔体强度严重影响膨胀的效果。熔体强度大，在燃烧时释放的气体要足够多才能产生膨胀的效果；熔体强度低，在膨胀时容易导致发泡破裂，膨胀效果变差，阻隔效果差，引起阻燃性能下降，因此，即便是相同的材料，由于流动性差异都会引起该阻燃体系阻燃性能的变化，甚至不阻燃，其阻燃稳定性和适应性低；(2)阻燃性能受各种助剂和添加剂的影响较大，微量的加工助剂可能破坏体系的阻燃性能；(3)在一些材料中存在分散的问题，特别是一些黑色制品中，可以发现白点，影响制品的外观；(4)阻燃体系的热稳定性不足，特别是剪切力作用，自身易分解及磷酸的生成，会破坏聚合物基体，容易引起材料变色和力学性能的下降；(5)针对某些聚合物，如乙烯基聚合物，其阻燃效率仍较低，添加量过大，不仅降低了材料的力学性能，也增加了材料的成本，应用受到限制。

总的来说，针对目前含氮焦磷酸盐体系，需要解决该体系所面临的应用问题，而通过一些高效的协同组分，形成基于含氮焦磷酸盐体系的多组分协同无卤阻燃体系。

发明内容

本发明针对现有的技术缺陷，提供了一种新型的多组分协同无卤阻燃体系。所得到的阻燃体系具有高的阻燃效率、阻燃稳定性好、适应范围宽、热稳定性好、易分散等特点，可应用于聚烯烃和TPE等材料中。

具体技术方案如下：

一种多组分协同无卤阻燃体系，按重量百分比计，原料组成包括：

本发明针对含氮焦磷酸盐膨胀阻燃体系应用于各种聚合物材料中所进行的各种缺陷，进行了广泛而深入的研究。