[发明专利]一种用于高分子材料的多功能助剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于高分子材料的多功能助剂，该多功能助剂是通过硅烷偶联剂改性凹凸棒石、硅烷偶联剂改性蒙脱土和季戊四醇双磷酸酯二磷酰氯反应得到；其中，所述硅烷偶联剂改性凹凸棒石与硅烷偶联剂改性蒙脱土的质量比1:10～10:1，所述季戊四醇双磷酸酯二磷酰氯的用量为所述硅烷偶联剂改性凹凸棒石和硅烷偶联剂改性蒙脱土总质量的20％～50％。与现有技术相比，本发明的多功能助剂能够显著提高高分子材料的氧指数，降低烟密度，提高力学性能，提高成碳性，降低热释放速率，降低燃烧时耗氧量，且添加量较低。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种用于高分子材料的多功能助剂。

背景技术

高分子材料按大类可分为天然高分子和合成高分子材料。进入20世纪以来，以塑料，橡胶和纤维为代表的合成高分子材料走入了千家万户。合成高分子材料广泛的应用，已经在农业，能源，信息，环境及工业制品中有举足轻重的作用。合成高分子材料具有量大面广的特点。高分子材料因其质轻、高强度、耐温、耐腐蚀等优异的性能，而广泛应用于高端制造、电子信息、交通运输、建筑节能、航空航天、国防军工等诸多领域。所以，高分子材料一直是发达国家和跨国公司十分重视的发展领域，美国、德国、日本等发达国家一直是全球高分子材料的领先者，我们熟悉的巴斯夫、杜邦、陶氏、三菱、LG、SK等跨国公司一直都是高分子材料领域的领航者。

据不完全统计，合成高分子材料的用量已经超过了钢铁，在全世界的GDP发展中做出了重要贡献。合成高分子材料种类和品种繁多，不同的化学组成，细微的合成工艺差距均会使其性能有很大的差异。

2018年合成树脂总产量8558万吨，同比增长4.2％；进口量2995.5万吨，低于上年的3195.9万吨；表观消费量1.09亿吨，这是自2015年以来连续5年消费量过亿吨。五大通用塑料基本情况：我国聚乙烯产能1844万吨，去年产量1583.5万吨，同比13.3％；进口1402.5万吨，同比18.9％；表观消费量2781.6万吨，同比11.7％；对外依存度49.6％。聚丙烯总产能2450万吨，去年产量2200万吨，产能利用率89.8％；进口440万吨，表观消费量2640万吨，同比8.7％。聚氯乙烯产能1986万吨，产量1873.9万吨，同比5.6％；进口93.7万吨，出口77.4万吨，表观消费量1890万吨，同比7.1％。聚苯乙烯产量175.7万吨，进口115.3万吨，表观消费量258.9万吨，同比6.2％。ABS树脂产量325.8万吨，进口201万吨，同比12.5％；表观消费量522.3万吨，同比4.5％。

但是，单纯的一种高分子材料由于性能的单一性，不具备综合使用能力，如耐热性差，易燃烧，燃烧时释放出大量的浓烟，刚性和韧性不匹配，导电性差，导热性差，易变性等。为了使得高分子材料的使用更加广泛，性能更加全面，目前科研工作者和生产型企业主要是通过不同的高分子材料复配，添加各种助剂实现。

在高分子材料的各种添加剂中，非金属矿物质已被广泛地的使用，且使用量逐年上升。目前在高分子材料中添加的非金属矿物主要有碳酸钙，重质碳酸钙和轻质碳酸钙、滑石、高岭土、云母、硅灰石、石墨、水镁石、重晶石(包括沉淀硫酸钡)，白云石，蒙脱土，凹凸棒石，长石，二氧化硅，氢氧化铝，氢氧化镁，二氧化钛，铝硅酸盐等。这些材料加入高分子中，对降低材料成本，提高强度，抗老化性，抗开裂性，阻燃性，抑烟性，提高热稳定性，降低热形变等有很大的帮助。

如中国专利文献CN101280086A公开了一种阻燃改性聚丙烯专用料，该阻燃改性聚丙烯专用料由下列质量配比的原料组成：聚丙烯树脂35～68％，复配阻燃剂20～35％，无机材料2～10％，尼龙树脂5～10％，增容剂5～10％。所述复配阻燃剂优选质量比为3:1聚磷酸铵与季戊四醇的复配物或者质量比为1:1的季戊四醇双磷酸酯二磷酰氯缩三聚氰胺与氢氧化镁的复配物。所述无机材料为粒径不大于10微米的蒙脱土、水滑石、沸石、滑石粉和凹凸棒土中的任一种。该阻燃改性聚丙烯专用料具有较好的阻燃、机械性能，但助剂添加量较大，且各助剂的功能较为单一。

发明内容