[发明专利]一种聚丙烯与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种聚丙烯与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用，属于阻燃复合材料领域。本聚丙烯与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，按重量份计，由聚丙烯80‑95份，气相阻燃剂1.5‑5份，凝聚相阻燃剂1.5‑5份，增容剂5‑10份和抗氧剂0.5份组成。本发明还公开了上述聚丙烯与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料的制备方法及其应用。本聚丙烯与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料能够形成双基协效和三元素协效作用，具有优异的阻燃性能、优异界面相容性和优异机械力学性能。

技术领域

本发明属于阻燃复合材料领域，具体涉及一种聚丙烯与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

聚丙烯(POLYETHYLENE，PE)是由乙烯聚合而成之聚合物，是无臭、无味、无毒的可燃性白色粉末。广泛应用于电线电缆护套、管材、各种中空制品、注塑制品、纤维、农业、包装、电子电气、机械、汽车、日用杂品等方面。但聚丙烯易燃烧，燃烧时熔滴现象严重，使聚丙烯在产品对阻燃性能要求的领域受到限制，因此，对聚丙烯进行阻燃改性是非常有必要的。。

目前主要将含卤阻燃剂(主要是多溴联苯化合物)应用到聚丙烯树脂中，这类有卤阻燃剂在聚丙烯材料种有良好的阻燃效果，但含卤阻燃剂在燃烧或高温加工时会放出有毒、腐蚀性气体和烟雾。造成环境污染，危害人类健康，自欧盟2003年公布WEEE和RoHS以来，以及人们对环境生活质量要求也越来越高，并且国家的各种环保文件陆续出台，因此，高分子阻燃材料的趋势将以无卤为主。

在众多的无卤阻燃剂中，磷系阻燃剂已成为阻燃领域的研究热点。含磷杂菲化合物及其衍生物是一种新型的阻燃剂，具有优异的阻燃性能而被广泛用于聚合物基无卤阻燃复合材料。磷杂菲不仅比一般未成环的有机磷酸酯热稳定性和化学稳定性好，还具有低含磷量、无卤、低烟、无毒、不迁移和阻燃持久等优点。

但是磷系阻燃剂也有其不足，该类阻燃剂在燃烧后成炭的炭层结构强度和致密性差，隔氧隔热能力弱；而且，该类阻燃剂与聚合物基体或增强材料之间的相容性差，从而使该类阻燃剂在使用时其机械力学性能下降；磷杂菲阻燃剂及其衍生物的阻燃作用主要以气相阻燃为主，凝聚相阻燃作用较弱。

因此需要提出一种新的聚丙烯阻燃复合材料以解决现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的之一，是提供一种聚丙烯与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料。本发明的聚丙烯与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料形成双基协效和三元素协效作用，具有优异的阻燃性能、优异界面相容性和优异机械力学性能。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种聚丙烯与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料，按重量份计，由聚丙烯80-95份，气相阻燃剂1.5-5份，凝聚相阻燃剂1.5-5份，增容剂5-10份和抗氧剂0.5份组成。

本发明的聚丙烯与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料的有益效果是：

(1)通过气相阻燃剂、凝聚相阻燃剂与增容剂的反应，产生交联网状结构，增强界面结构，使得阻燃性能和界面粘结力增强，从而有效地增加了聚丙烯阻燃复合材料的机械性能。

(2)加入气相阻燃剂，其阻燃机理是以气相阻燃；加入凝聚相阻燃剂，其阻燃机理是凝聚阻燃。这两种阻燃剂基于两种阻燃机理，形成协效阻燃，从而提高了聚丙烯阻燃复合材料的阻燃性能，阻燃效果明显好于添加单一阻燃剂的聚丙烯复合材料。

(3)本发明的聚丙烯与磷杂菲和聚磷腈双基协效的阻燃复合材料各原料来源广泛，易于获取，成本低廉，且使用效果好。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述气相阻燃剂为反应型磷杂菲。