[发明专利]聚烯烃组合物的制备方法及哌嗪类化合物的用途

说明书

本发明公开了一种聚烯烃组合物的制备方法及哌嗪类化合物的用途。该制备方法包括如下步骤：(1)将可溶性稀土无机盐与哌嗪类化合物反应得到中间产物A；(2)将中间产物A与磷酸反应得到中间产物B；(3)将包括60～95重量份的聚烯烃、10～30重量份的氮磷类膨胀型阻燃剂和2～10重量份的中间产物B的原料混合，得到聚烯烃组合物。该方法能够在添加较少的氮磷类膨胀型阻燃剂的条件下，提高聚烯烃的极限氧指数。

技术领域

本发明涉及一种聚烯烃组合物的制备方法及哌嗪类化合物的用途。

背景技术

聚烯烃材料广泛应用于人们的日常生活中，但是其易燃，容易造成隐患，需要在其中加入阻燃剂以提高其阻燃性能。卤系阻燃剂添加量低，具有较好的阻燃效果，但是由于起阻燃作用的卤化氢是有毒的腐蚀性气体，对环境和人体有害，已逐渐被淘汰。氢氧化镁和氢氧化铝等无机阻燃剂具有阻燃和抑烟作用，且燃烧时不产生有毒气体和腐蚀性气体，但其添加量大，会降低聚烯烃材料的力学性能。氮磷类膨胀型阻燃剂不含卤素，是一种环保型阻燃剂，目前使用较为广泛。

CN110894319A公开了一种用于电池盖板的聚丙烯材料。该聚丙烯材料包括54～57重量份聚丙烯、30～32重量份氮磷类膨胀型阻燃剂、增韧剂、润滑剂、分散剂、抗氧剂、相容剂和流动改性剂。该聚丙烯材料中阻燃剂的添加量较高。

CN101638583A公开了一种含有阻燃增效剂的氮磷类膨胀型阻燃剂。该氮磷类膨胀型阻燃剂含有质量百分比90～99.95％的氮磷类膨胀型阻燃剂和0.05～10％的阻燃增效剂；所述氮磷类膨胀型阻燃剂包括氮磷类复配型膨胀阻燃剂或/和氮磷类单质型膨胀阻燃剂；所述阻燃增效剂选自磷酸镧、磷酸铈、焦磷酸锰、磷酸铁或/和焦磷酸铁。该阻燃剂中必须含有焦磷酸铁或磷酸铁。单独使用磷酸镧或磷酸铈并不能达到良好的增效效果。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种聚烯烃组合物的制备方法，该方法能够在添加较少氮磷类膨胀型阻燃剂的条件下，提高聚烯烃的极限氧指数。本发明的另一个目的在于提供一种哌嗪类化合物的用途。

上述技术目的通过如下技术方案实现。

一方面，本发明提供一种聚烯烃组合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将可溶性稀土无机盐与哌嗪类化合物反应得到中间产物A；

(2)将中间产物A与磷酸反应得到中间产物B；

(3)将包括60～95重量份的聚烯烃、10～30重量份的氮磷类膨胀型阻燃剂和2～10重量份的中间产物B的原料混合，得到聚烯烃组合物；

其中，所述可溶性稀土无机盐中的稀土金属选自镧、铈、钇或钐中的一种或多种；

其中，哌嗪类化合物具有如下所示的化学结构：

式中，R₁、R₂、R₃和R₄分别独立地选自氢原子或C1-C6的烷基。

根据本发明的制备方法，优选地，所述哌嗪类化合物为哌嗪。

根据本发明的制备方法，优选地，所述哌嗪类化合物为2,5-二甲基哌嗪或2,6-二甲基哌嗪。

根据本发明的制备方法，优选地，所述可溶性稀土无机盐的稀土金属与哌嗪类化合物的摩尔比为1:(0.7～8)；所述可溶性稀土无机盐的稀土金属与磷酸的摩尔比为1:(2～7)。

根据本发明的制备方法，优选地，所述可溶性稀土无机盐以可溶性稀土无机盐水溶液的形式使用，所述可溶性稀土无机盐的浓度为0.05～3mol/L；

所述哌嗪类化合物以哌嗪类化合物水溶液的形式使用，所述哌嗪类化合物的浓度为0.05～8mol/L；