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1、(10)申请公布号 CN 103525055 A (43)申请公布日 2014.01.22 CN 103525055 A (21)申请号 201310488410.0 (22)申请日 2013.10.17 C08L 69/00(2006.01) C08L 23/06(2006.01) C08L 23/12(2006.01) C08K 5/523(2006.01) C08K 5/053(2006.01) C08K 3/32(2006.01) (71)申请人 西华大学 地址 610039 四川省成都市金牛区金周路 999 号 (72)发明人 陈宝书 栾道成 金应荣 刘治国 (74)专利代理机构 北。
2、京超凡志成知识产权代理 事务所 ( 普通合伙 ) 11371 代理人 吴开磊 (54) 发明名称 一种双聚合物组分阻燃复合材料及其制备方 法 (57) 摘要 本发明提供了一种双聚合物组分阻燃复合材 料， 属于高分子材料领域， 由阻燃剂和聚合物组 成， 所述阻燃剂选自聚磷酸铵， 季戊四醇， 磷酸三 苯酯， 硼酸锌， 液晶阻燃剂中的至少两种， 所述阻 燃剂的重量百分含量为 9%-15； 所述聚合物选自 聚乙烯、 聚丙烯、 聚苯乙烯、 丙烯腈-丁二烯-苯乙 烯共聚物、 聚碳酸酯、 尼龙、 聚氯乙烯、 环氧树脂、 乙烯 - 丙烯酸共聚物、 乙烯 - 丙烯酸酯共聚物、 乙 烯 - 辛烯共聚物、 三元乙丙。
3、橡胶中的其中两种组 分， 且所述两种组分形成两相分离的双连续相， 还 提供了这种双聚合物组分阻燃复合材料的制备方 法。本发明的双聚合物组分阻燃复合材料阻燃剂 用量少， 且兼具较好的阻燃性能和力学性能， 具有 很好的环保价值和经济价值。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 (10)申请公布号 CN 103525055 A CN 103525055 A 1/1 页 2 1. 一种双聚合物组分阻燃复合材料， 由阻燃剂和聚合物组成， 其特征在于 ： 所述阻燃剂选自聚磷酸铵， 季戊四醇， 磷酸。
4、三苯酯， 硼酸锌， 液晶阻燃剂中的至少两种， 所述阻燃剂的重量百分含量为 9%-15 ； 所述聚合物选自聚乙烯、 聚丙烯、 聚苯乙烯、 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物、 聚碳酸 酯、 尼龙、 聚氯乙烯、 环氧树脂、 乙烯 - 丙烯酸共聚物、 乙烯 - 丙烯酸酯共聚物、 乙烯 - 辛烯共 聚物、 三元乙丙橡胶中的其中两种组分， 且所述两种组分形成两相分离的双连续相。 2. 根据权利要求 1 所述的双聚合物组分阻燃复合材料， 其特征在于 ： 所述阻燃剂的重 量百分含量为 10%-12。 3. 根据权利要求 2 所述的双聚合物组分阻燃复合材料， 其特征在于 ： 所述阻燃剂的重 量百分含量为 1。
5、0.6%。 4. 根据权利要求 1 所述的双聚合物组分阻燃复合材料， 其特征在于 ： 所述聚合物为聚 乙烯和聚碳酸酯。 5. 根据权利要求 1 所述的双聚合物组分阻燃复合材料， 其特征在于 ： 所述聚合物为聚 丙烯和聚碳酸酯。 6. 根据权利要求 4 所述的双聚合物组分阻燃复合材料， 其特征在于 ： 所述聚乙烯和聚 碳酸酯的质量比为 5.5:4.5。 7. 根据权利要求 5 所述的双聚合物组分阻燃复合材料， 其特征在于 ： 所述聚丙烯和聚 碳酸酯的质量比为 5.2:4.8。 8. 根据权利要求 6 所述的双聚合物组分阻燃复合材料， 其特征在于 ： 所述的阻燃剂为 聚磷酸铵和季戊四醇， 两者的质。
6、量比为 1:2。 9. 一种权利要求 1-8 任意一项所述的双聚合物组分阻燃复合材料的制备方法， 其特征 在于 ： 采用母料法， 将阻燃剂与其中一种聚合物熔融共混或机械研磨制得母料， 然后再与另 外一种聚合物熔融共混， 即得。 权 利 要 求 书 CN 103525055 A 2 1/3 页 3 一种双聚合物组分阻燃复合材料及其制备方法 技术领域 0001 本发明涉及高分子材料领域， 具体而言， 涉及一种双聚合物组分阻燃复合材料及 其制备方法。 背景技术 0002 目前， 在阻燃材料领域， 常常采用高分子聚合物为基体， 将阻燃剂混于高分子聚合 基体内形成高分子阻燃复合材料。 而制备这种高分子阻。
7、燃复合材料的方法往往采用机械共 混法、 熔融挤压法、 溶液共混法、 插层复合法和原位分散聚合法。 0003 目前常见的高分子阻燃复合材料， 往往存在以下缺点 ： 一是阻燃剂的用量较大， 阻 燃剂的质量百分含量往往在 20% 以上， 甚至在 30% 以上， 这么大的阻燃剂用量， 一方面成本 较高， 另一方面高含量的阻燃剂会导致环境污染 ； 二是阻燃性能仍然不能满足日益提高的 要求 ； 三是力学性能也较低。 发明内容 0004 本发明的目的之一在于提供一种阻燃剂用量较少， 同时阻燃性能和力学性能较高 的双聚合物组分阻燃复合材料， 以解决上述的问题。 0005 采用的技术方案是 ： 0006 一种双。
8、聚合物组分阻燃复合材料， 由阻燃剂和聚合物组成， 0007 所述阻燃剂选自聚磷酸铵， 季戊四醇， 磷酸三苯酯， 硼酸锌， 液晶阻燃剂中的至少 两种， 所述阻燃剂的重量百分含量为 9%-15 ； 0008 所述聚合物选自聚乙烯、 聚丙烯、 聚苯乙烯、 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、 聚碳 酸酯、 尼龙、 聚氯乙烯、 环氧树脂、 乙烯 - 丙烯酸共聚物、 乙烯 - 丙烯酸酯共聚物、 乙烯 - 辛烯 共聚物、 三元乙丙橡胶中的其中两种组分， 且所述两种组分形成两相分离的双连续相。 0009 本方案在众多阻燃剂和聚合物中， 筛选出了合适的种类， 所述的双连续相， 是指二 种不相容的聚合物共混后形成的两。
9、相都是连续的， 几乎没有其中一相被另一相隔断的情 形。 这样组分和结构的阻燃材料， 阻燃剂可以主要分布在其中一种聚合物中形成阻燃相， 主 要起阻燃作用， 而在另外一种聚合物中少量甚至没有分布， 形成非阻燃相， 这样就大大减少 了阻燃剂的用量， 也就降低了原料成本并减少了阻燃剂的造成的环境污染。 同时， 阻燃剂的 分布更集中， 阻燃性能比传统的高分子阻燃材料更佳。另一方面， 这种结构的材料， 非阻燃 相由于几乎不含阻燃剂， 所以为几乎纯净的某一种聚合物， 从而可以起到明显的力学支撑 作用， 抑制材料的裂纹的扩展， 使得阻燃材料的力学性能明显增强。 0010 作为优选的技术方案 ： 所述阻燃剂的重。
10、量百分含量为 10%-12。 0011 经过大量实验研究表明， 这种含量的阻燃剂， 可以进一步兼顾阻燃性能和环保效 果。 0012 作为进一步优选的技术方案 ： 所述阻燃剂的重量百分含量为 10.6%。 0013 经过大量实验研究表明 ： 10.6% 的阻燃剂含量， 并辅以本发明的聚合物的形态， 得 说 明 书 CN 103525055 A 3 2/3 页 4 到的双聚合物组分阻燃复合材料具有更好的阻燃性能。 0014 作为优选的技术方案 ： 所述聚合物选自聚乙烯和聚碳酸酯。 0015 作为进一步优选的技术方案， 聚乙烯和聚碳酸酯的质量比为 5.5:4.5。 0016 作为优选的技术方案 ： 。
11、所述聚合物选自聚丙烯和聚碳酸酯。 0017 作为进一步优选的技术方案， 聚丙烯和聚碳酸酯的质量比为 5.2:4.8。 0018 经过大量实验研究表明 ： 这样的聚合物选择， 制得的双聚合物组分阻燃复合材料 具有更优的力学性能。 0019 作为更进一步优选的技术方案 ： 所述的阻燃剂为聚磷酸铵和季戊四醇， 两者的质 量比为 1:2。 0020 经过大量实验研究表明 ： 合适比例的聚乙烯和聚碳酸酯， 并采用聚磷酸铵和季戊 四醇作为阻燃剂， 并采用合适的比例， 可以达到更加的阻燃性能和力学性能。 而且相对于现 有的成分复杂的阻燃复合材料， 本方案所需要的原料组分简单易得， 成本更低， 适用于工业 应。
12、用。 0021 本发明的目的之二在于提供一种上述双聚合物组分阻燃复合材料的制备方法， 所 采用的技术方案是 ： 采用母料法， 将阻燃剂与其中一种聚合物熔融共混或机械研磨制得母 料， 然后再与另外一种聚合物熔融共混， 即得。 0022 本发明筛选出了合适的阻燃剂和聚合物， 并将聚合物制备成双连续相， 从而产生 的有益效果是， 阻燃剂用量明显减少， 从而降低成本减少污染， 同时具有较好的阻燃性能和 力学性能。具有很好的环保价值和经济价值。 具体实施方式 0023 下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。 0024 实施例 1 0025 一种双聚合物组分阻燃复合材料， 其组分为 ： 聚磷酸铵。
13、 8g， 磷酸三苯酯 10g， 聚乙 烯 80g， 聚碳酸酯 102g ； 0026 制备方法 ： 取聚碳酸酯 102g， 聚磷酸铵 8g， 磷酸三苯酯 10g， 于 245在双螺杆挤 出机熔融共混挤出造粒， 制得母料， 然后与聚乙烯 80g， 在高速搅拌机机械共混 10 分钟， 于 235单螺杆注塑机中注塑成型燃烧和力学测试样条， 测试得到的阻燃材料的氧指数为 29， 拉伸强度为 37.1MPa、 断裂伸长率为 160%。 0027 实施例 2 0028 一种双聚合物组分阻燃复合材料， 其组分为 ： 聚磷酸铵 8g， 季戊四醇 10g， 聚乙烯 80g， 聚碳酸酯 102g ； 0029 制。
14、备方法 ： 取聚碳酸酯102g， 聚磷酸铵8g， 季戊四醇10g， 于245在双螺杆挤出机 熔融共混挤出造粒， 制得母料， 然后与聚乙烯80g， 在高速搅拌机机械共混10分钟， 于235 单螺杆注塑机中注塑成型燃烧和力学测试样条， 测试得到的阻燃材料的氧指数为 33， 拉伸 强度为 37.2MPa、 断裂伸长率为 162%。 0030 实施例 3 0031 一种双聚合物组分阻燃复合材料， 其组分为 ： 聚磷酸铵 7g， 季戊四醇 14.2g， 聚乙 烯 98.4g， 聚碳酸酯 80.4g， 说 明 书 CN 103525055 A 4 3/3 页 5 0032 制备方法 ： 取聚碳酸酯 80.。
15、4g， 聚磷酸铵 7g， 季戊四醇 14.2g， 于 245在双螺杆挤 出机熔融共混挤出造粒， 制得母料， 然后与聚乙烯 98.4g， 在高速搅拌机机械共混 10 分钟， 于 235单螺杆注塑机中注塑成型燃烧和力学测试样条， 测试得到的阻燃材料的氧指数为 40， 拉伸强度为 39.8MPa、 断裂伸长率为 180%。 0033 实施例 4 0034 一种双聚合物组分阻燃复合材料， 其组分为 ： 聚磷酸铵 14g， 季戊四醇 16g， 聚乙烯 90g， 聚碳酸酯 80g。 0035 制备方法 ： 取聚碳酸酯80g， 聚磷酸铵14g， 季戊四醇16g， 于245在双螺杆挤出机 熔融共混挤出造粒， 。
16、制得母料， 然后与聚乙烯90g， 在高速搅拌机机械共混10分钟， 于235 单螺杆注塑机中注塑成型燃烧和力学测试样条， 测试得到的阻燃材料的氧指数为 35， 拉伸 强度为 36.5MPa、 断裂伸长率为 153%。 0036 实施例 5 0037 一种双聚合物组分阻燃复合材料， 其组分为 ： 聚磷酸铵 10g， 季戊四醇 14g， 聚丙烯 80g， 聚碳酸酯 96g ； 0038 制备方法 ： 取聚碳酸酯96g， 聚磷酸铵10g， 季戊四醇14g， 于245在双螺杆挤出机 熔融共混挤出造粒， 制得母料， 然后与聚丙烯80g， 在高速搅拌机机械共混10分钟， 于235 单螺杆注塑机中注塑成型燃烧。
17、和力学测试样条， 测试得到的阻燃材料的氧指数为 38， 拉伸 强度为 36.9MPa、 断裂伸长率为 150%。 0039 实施例 6 0040 一种双聚合物组分阻燃复合材料， 其组分为 ： 聚磷酸铵 8g， 季戊四醇 16g， 聚丙烯 91.4g， 聚碳酸酯 84.6g ； 0041 制备方法 ： 取聚碳酸酯 84.6g， 聚磷酸铵 8g， 季戊四醇 16g， 于 245在双螺杆挤出 机熔融共混挤出造粒， 制得母料， 然后与聚丙烯 91.4g， 在高速搅拌机机械共混 10 分钟， 于 235单螺杆注塑机中注塑成型燃烧和力学测试样条， 测试得到的阻燃材料的氧指数为 39， 拉伸强度为 37.1MPa、 断裂伸长率为 168%。 0042 上述实施例所得的双聚合物组分阻燃复合材料， 都可以达到很好的阻燃性能和力 学性能， 远远超出目前一般的阻燃复合材料的水平， 取得了意料不到的技术效果。 0043 以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技 术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修 改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。 说 明 书 CN 103525055 A 5 。