[发明专利]一种兼具阻燃抗菌纳米功能复合阻燃母粒及其制备方法

说明书

本发明涉及一种兼具阻燃抗菌纳米功能复合阻燃母粒及其制备方法，该阻燃母粒包括以下重量份数的原料组分：弹性体基体20‑40份、多巴胺修饰DOPO衍生物20‑30份、亚磷酸盐20‑30份、多级过渡金属纳米材料5‑20份、自由基捕捉剂5‑10份，塑料助剂1‑3份。与现有技术相比，本发明可有效解决材料燃烧缺陷、抗菌缺陷及析出缺陷，并简化生产流程，降低对材料力学性能等方面的负面影响。

技术领域

本发明属于阻燃剂合成技术领域，涉及一种兼具阻燃抗菌纳米功能复合阻燃母粒及其制备方法。

背景技术

聚烯烃具有优异的力学性能、耐腐蚀性、易加工性等优势，同时其加工温区广泛、改性方式成熟，在汽车、电器、轨道交通等领域中应用广泛。然而，PP分子的长直碳链结构，使得PP材料在点燃后燃烧剧烈。PP本身的碳氢结构，其着火温度为340℃，自燃温度为350℃，极限氧指数(LOI)仅有18％，属于极易燃材料，火焰蔓延速度快，发热量高，燃烧过程中还伴有显著的熔滴和延流现象。因此，研究PP材料的阻燃改性很有必要。

同时，随着现代科技的发展，各个领域对材料综合性能的要求越来越多，诸如抗菌性、阻燃性、舒适性、耐磨性等等。传统用于聚丙烯的粉体助剂与树脂熔融加工一般采用双螺杆挤出工艺，加工过程中所有基体树脂与改性添加剂都必须经过双螺杆挤出和注射成型两次熔融加工热历程，聚合物分子链及其相关改性添加剂会出现不同程度的降解，导致塑料制品最终的长期使用寿命缩短。这一技术路线也增加了改性塑料的加工周期和能耗，有悖于当前绿色可持续工业发展的基本理念。另外一方面，针对不同助剂和不同原料的结构和性能特点，采用的工艺和对设备的要求具有显著差异，这也是目前粉体形式的助剂的典型缺陷之一，容错率及普适性普遍不高。

功能性母粒是目前解决粉体助剂固有缺陷的主要方式之一，其具有三个方面的优势：1)可以显著的降低加工过程中的粉尘危害，实现无尘车间的创立；2)降低加工过程中的剪切生热，进而降低对材料性能的负面影响；3)将多种功能集中在单一母粒中，简化材料制备工艺和流程。

目前功能性母粒的发展趋势逐渐趋向于高有效份含量、多功能化、高性能化等方向，如汽车、医疗、轨道交通等公共领域，需要所用材料在具备基础性能的基础上，呈现出更为广泛的综合性能，特别是阻燃性、抗菌性、耐候性等。而目前在塑料中实现大规模工业化的母粒包括阻燃母粒、色母粒、抗菌母粒等，均是单一功能母粒，并且有效组分含量较低。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种兼具阻燃、抗菌纳米功能复合阻燃母粒及其制备方法，有效解决材料燃烧缺陷、抗菌缺陷及析出缺陷，并简化生产流程，降低对材料力学性能等方面的负面影响。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明的技术方案之一提供了一种兼具阻燃抗菌纳米功能复合阻燃母粒，包括以下重量份数的原料组分：弹性体基体20-40 份、多巴胺修饰DOPO衍生物20-30份、亚磷酸盐20-30份、多级过渡金属纳米材料5-20份、自由基捕捉剂1-5份，塑料助剂1-3 份。

进一步的，所述的弹性体基体为丙烯基弹性体、乙烯丙烯酸丁酯中的一种或几种的组合。

更进一步的，所述的弹性体基体为熔融指数＞50g/10min的高流动性树脂。

进一步的，所述的多巴胺修饰DOPO衍生物通过以下方法制备得到：

(A)取DOPO和多巴胺加入反应容器中，在氮气保护气氛下，加入氯仿，搅拌至DOPO完全溶解，随后加入三羟甲基氨基甲烷，再升温继续反应，所得反应液冷却至室温并搅拌，直至出现白色沉淀，抽滤，干燥，得到白色粉末，记为DA@DOPO；

(B)取DA@DOPO置于真空马弗炉中，升温处理，再煅烧，即得到多巴胺修饰DOPO衍生物。