本發(fā)明屬于復(fù)合材料，具體涉及一種納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復(fù)合材料、制備方法和用途。

背景技術(shù)：

1、聚丙烯（pp）是一種被廣泛應(yīng)用在我們?nèi)粘Ｉ钪械奈宕笸ㄓ盟芰现?，給人們的生活帶來了極大的方便，如汽車領(lǐng)域用保險杠、裝飾件等。但pp是由易燃元素c、o等組成，極易燃燒，因此對其阻燃很有必要。

2、在現(xiàn)行阻燃pp技術(shù)中，有鹵素阻燃和非鹵素阻燃兩大類。但鹵素阻燃，目前逐漸被放棄，其主要原因在于其燃燒過程會釋放有害氣體；而非鹵素阻燃中，納米材料與協(xié)效增強膨脹性阻燃劑（ifr）在工業(yè)和學(xué)術(shù)界研究最為廣泛。

3、納米材料在阻燃領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。納米碳酸鈣屬于非金屬且其尺寸在100nm以內(nèi)，在聚合物領(lǐng)域具有增強、增韌等作用，但與典型ifr復(fù)配后，特別是與聚磷酸銨（app）復(fù)配后，會在擠出過程中反應(yīng)，降低阻燃效率，同時影響制品外觀。同時，單獨使用app，對pp的阻燃效率也很低，也需要對其改性。基于上述原因，在利用納米碳酸鈣增強和增韌聚合物的同時，如何與ifr提升pp復(fù)合材料的阻燃性能，勢在必行。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復(fù)合材料、制備方法和用途，在保證材料力學(xué)性能的同時，提高材料的阻燃性能。

2、本發(fā)明實施例提供一種納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征是，包括如下重量份組分，聚丙烯70-75%，ifr?20-25%，納米碳酸鈣1-5%；所述ifr包括改性聚磷酸銨和改性植酸，改性聚磷酸銨和改性植酸的重量比為2-4：0.5-1.5。

3、優(yōu)選的，包括如下重量份組分，聚丙烯75%，ifr?20-22%，納米碳酸鈣3-5%；所述ifr包括改性聚磷酸銨和改性植酸，改性聚磷酸銨和改性植酸的重量比為3：1。

4、可選的，所述改性聚磷酸銨為聚磷酸銨水溶液和tris試劑反應(yīng)，干燥后得到。

5、可選的，所述改性植酸為植酸溶液和氨水溶液混合，控制ph值為6-8，得到。

6、本發(fā)明實施例提供一種所述的納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，將聚丙烯、ifr和納米碳酸鈣混合均勻，擠出，處理，得到納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復(fù)合材料。

7、優(yōu)選的，所述擠出時的加工溫度為180-200℃。

8、優(yōu)選的，所述ifr的制備方法為，將改性聚磷酸銨和改性植酸在水溶液中混合均勻，得到ifr。

9、優(yōu)選的，所述改性聚磷酸銨的制備方法為，將tris試劑加入到聚磷酸銨水溶液中，混合均勻，使溶液的ph值為6-8（優(yōu)選為7），過濾，洗滌，烘干，得到改性聚磷酸銨。

10、優(yōu)選的，所述改性植酸的制備方法為，將植酸水溶液和氨水混合，控制ph值為6-8，得到改性植酸。

11、本發(fā)明實施例提供一種所述的納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復(fù)合材料的用途，所述納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復(fù)合材料用于制備阻燃材料。

12、本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明主要利用tris試劑首先對app進行改性，目的是：（1）豐富app的阻燃作用，賦予其oh官能團（app是氣源和氮源，tris試劑是碳源和氮源），形成一體化膨脹阻燃劑；（2）賦予app表面更易反應(yīng)、活性更高的負(fù)電荷類型和密度。

13、pa和氨水進行反應(yīng)，使pa表面賦予銨根，賦予pa正電荷功能的同時，也豐富了pa的阻燃功能（n是氣源，燃燒時釋放惰性氣體，稀釋空氣中氧氣的濃度），但是氨水改性時，氨水的含量不能過多，控制ph在中性，即6-8即可，如果過量，超過8以上，將極大的降低復(fù)合材料的阻燃性能，這主要是聚磷酸銨偏酸性，兩者會在共混過程中發(fā)生反應(yīng)。

14、本發(fā)明改性后的聚磷酸銨和改性后的植酸在制備ifr時，兩者的比例適宜控制在3:1左右，如果改性后的聚磷酸銨的含量過高，將顯著降低復(fù)合材料的阻燃性能。

技術(shù)特征：

1.一種納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征是，包括如下重量份組分，聚丙烯70-75%，ifr?20-25%，納米碳酸鈣1-5%；所述ifr包括改性聚磷酸銨和改性植酸，改性聚磷酸銨和改性植酸的重量比為2-4：0.5-1.5。

2.如權(quán)利要求1所述的納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征是，包括如下重量份組分，聚丙烯75%，ifr?20-22%，納米碳酸鈣3-5%；所述ifr包括改性聚磷酸銨和改性植酸，改性聚磷酸銨和改性植酸的重量比為3：1。

3.如權(quán)利要求1或2所述的納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征是，所述改性聚磷酸銨為聚磷酸銨水溶液和tris試劑反應(yīng)，干燥后得到。

4.如權(quán)利要求1或2所述的納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征是，所述改性植酸為植酸溶液和氨水溶液混合，控制ph值為6-8，得到。

5.一種如權(quán)利要求1-4任一項所述的納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征是，將聚丙烯、ifr和納米碳酸鈣混合均勻，擠出，處理，得到納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復(fù)合材料。

6.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征是，所述擠出時的加工溫度為180-200℃。

7.如權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其特征是，所述ifr的制備方法為，將改性聚磷酸銨和改性植酸在水溶液中混合均勻，得到ifr。

8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征是，所述改性聚磷酸銨的制備方法為，將tris試劑加入到聚磷酸銨水溶液中，混合均勻，使溶液的ph值為6-8，過濾，洗滌，烘干，得到改性聚磷酸銨。

9.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征是，所述改性植酸的制備方法為，將植酸水溶液和氨水混合，控制ph值為6-8，得到改性植酸。

10.一種如權(quán)利要求1-4任一項所述的納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復(fù)合材料的用途，其特征是，所述納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復(fù)合材料用于制備阻燃材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復(fù)合材料、制備方法和用途，包括如下重量份組分，聚丙烯70?75%，IFR?20?25%，納米碳酸鈣1?5%；所述IFR包括改性聚磷酸銨和改性植酸，改性聚磷酸銨和改性植酸的重量比為2?4：0.5?1.5，本發(fā)明在保證材料力學(xué)性能的同時，提高材料的阻燃性能。

技術(shù)研發(fā)人員：李春萱,唐武飛,張桂美
受保護的技術(shù)使用者：李春萱
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21