本发明专利技术公开了一种催化阻燃矿物高分子材料及其制备方法，属于功能材料技术领域。本发明专利技术的催化阻燃矿物高分子材料以高分子粒料、催化剂和阻燃催化剂为原料，其中，阻燃催化剂按以下方法进行制备：水溶性金属盐与白云石按一定质量比投入水中，将金属盐溶液与白云石搅拌反应得到矿物浆，然后将矿物浆干燥后放入马弗炉中煅烧。本发明专利技术的催化阻燃矿物高分子材料的制备方法为：将高分子粒料、阻燃剂和阻燃催化剂按比例混合，熔融混合挤出，得到一种催化阻燃矿物高分子材料。本发明专利技术提供了一种催化阻燃矿物高分子材料及其制备方法，原材料易获得、可大规模生产且成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种催化阻燃矿物高分子材料及其制备方法，属于功能材料
技术介绍
火灾是一种常见的灾害，目前，全球的人们都面临着十分严峻的火灾形势。据统计，在我国，1950～2010年全国共发生火灾545.9万次，导致约19万人死亡、约32万人受伤，直接经济损失达345.8亿元。快速的经济发展使我们的生活丰富多彩，但超大规模建筑和人员聚集场所不断增多，新材料，尤其是新型高分子材料的使用，大大增加了火灾风险。自从上世纪30年代，高分子材料进入了国民经济和人民生活的各个领域和方面，人类就开始面对着新的火灾威胁，因为高分子材料绝大部分都是可燃或易燃的。为了保证人民的生命财产安全，防止和减少火灾的发生，绿色低毒的阻燃高分子材料得到世界各国的青睐，并得到大力推广和应用。目前，在环保阻燃剂的家族中，无机矿物是绿色的新型无机阻燃剂，可用于高分子填充阻燃，无毒无污染。但在实际应用中，无机矿物阻燃剂具有阻燃效率低、添加量大的缺点，通常需要加入50wt％以上，才能够使基材具有阻燃性能。因此，为了克服这一缺点，常对其阻燃剂进行表面改性、超细化、复配等处理来减少无机矿物阻燃剂的添加量，提高阻燃体系的阻燃效率。据专家们预测，催化阻燃是一种新型高效阻燃体系，在阻燃高分子材料领域具有广泛应用前景。对于催化阻燃的研究表明，阻燃催化剂在膨胀型阻燃高分子材料中可明显提高阻燃性能。Bourbigot S等发现添加少量的4A分子筛即可大大提高APP/PER/聚烯烃体系的阻燃性能(Bourbigot S，Lebrasm，Delobelr，et al.4A zeolite synergistic agent in new flame retardant intumescen formulations of polyethylenic polymers-Study of the effect of the constituentmonomers.Polym.Degrad.Stab.，1996，54(23)：275-287)。冯才敏向MPP/PEPA/PP复合材料中添加2％的Cr2O3为阻燃催化剂，阻燃PP的极限氧指数高即可得到很大的提高(冯才敏，刘洪波，麦乾枝，等.Cr2O3增效阻燃PP的制备及其热降解性能的研究.塑料，2009，38(3)：42-44)。目前，催化阻燃在膨胀型阻燃高分子材料中的研究较多，而在绿色环保的矿物阻燃高分子材料鲜有报道。因此，将催化阻燃的方法引入矿物阻燃材料中，制备催化阻燃矿物高分子材料，可以进一步提高阻燃矿物高分子材料的阻燃性能。催化阻燃矿物高分子材料的原材料来源广泛，价格低廉，工艺简单，且环保无毒无污染，利于大规模生产，具有现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种催化阻燃矿物高分子材料及其制备方法，原材料易获得、可大规模生产且成本低。本专利技术的催化阻燃矿物高分子材料以高分子粒料、阻燃剂和阻燃催化剂为原料，各组成原料的质量份比分别为：高分子粒料20～80、阻燃剂20～80、阻燃催化剂1～10。其中，阻燃催化剂按以下方法进行制备：水溶性金属盐与白云石按一定质量比投入水中，将金属盐溶液与白云石搅拌反应3～7h得矿物浆，然后将矿物浆于90～120℃下干燥，最后放入马弗炉中于300～400℃下煅烧2～4h。所述的金属氧化物为氧化铁、氧化钴、氧化镍中的一种或几种的混合物。所述的水溶性金属盐与白云石的质量比为(1～70)∶(19～30)。所述的阻燃剂为水镁石、蒙脱石、水滑石、蛭石、三水铝石中的一种或几种的混合物。所述的高分子粒料为PP、PE、PVC、PS、ABS、PA、PC、PU中的一种或几种的混合物。本专利技术的一种催化阻燃矿物高分子材料的制备方法为：将高分子粒料、阻燃剂和阻燃催化剂按比例混合，熔融混合挤出，得到催化阻燃矿物高分子材料。白云石是自然界中存在的天然矿物，用于阻燃催化剂载体，来源广泛，价格低廉，所制备的阻燃催化剂可进一步提高高分子材料的阻燃性能。因此，将白云石加工成阻燃催化剂添加到高分子材料中，不仅在阻燃高分子材料领域有重要的应用前景，而且具有非常大的潜在经济价值。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果。本专利技术所制备的催化阻燃矿物高分子材料，较没有催化剂的阻燃矿物高分子材料具有较好的阻燃性，是一种提高材料阻燃性能的新方法，同时，本专利技术在制备过程中要求设备简单，操作简便，经济价值高，容易实现大规模生产，因此，本专利技术在高分子阻燃材料等领域有着很大的应用前景。具体实施方式实施例一一种催化阻燃矿物高分子材料以聚丙烯(PP)粒料、水镁石和白云石负载镍氧化物阻燃催化剂为原料，各组成原料的质量分别为：PP粒料：6.5kg、水镁石：3kg、白云石负载镍氧化物阻燃催化剂：0.5kg。其中，白云石负载镍氧化物阻燃催化剂按以下方法进行制备：硝酸镍与白云石按质量比35∶65投入水中，将硝酸镍溶液与白云石搅拌反应3h，然后将矿物浆于100℃下干燥，最后放入马弗炉中于400℃下煅烧3h。一种催化阻燃矿物高分子材料的制备方法是将上述PP粒料、水镁石和白云石负载镍氧化物阻燃催化剂，在215℃下熔融混合挤出，得到催化水镁石阻燃PP材料。本实例所得的催化水镁石阻燃PP材料的线性燃烧速率为20.7mm/min，较无催化的水镁石阻燃PP材料降低35.9％。实施例二一种催化阻燃矿物高分子材料以聚丙烯(PP)粒料、水镁石和白云石负载铁氧化物阻燃催化剂为原料，各组成原料的质量分别为：PP粒料：6.5kg、水镁石：3kg、白云石负载铁氧化物阻燃催化剂：0.5kg。其中，白云石负载铁氧化物阻燃催化剂按以下方法进行制备：硝酸铁与白云石按质量比1∶1投入水中，将硝酸铁溶液与白云石搅拌反应4h，然后将矿物浆于120℃下干燥，最后放入马弗炉中于400℃下煅烧3h。一种催化阻燃矿物高分子材料的制备方法是将上述PP粒料、水镁石和白云石负载铁氧化物阻燃催化剂，在215℃下熔融混合挤出，得到催化水镁石阻燃PP材料。本实例所得的催化水镁石阻燃PP材料的线性燃烧速率为22.9mm/min，较无催化的水镁石阻燃PP材料降低29.1％。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种催化阻燃矿物高分子材料，其组成原料及质量份比如下：高分子粒料 20～80阻燃剂 20～80阻燃催化剂 1～10。
【技术特征摘要】
1.一种催化阻燃矿物高分子材料，其组成原料及质量份比如下：
高分子粒料 20～80
阻燃剂 20～80
阻燃催化剂 1～10。
2.根据权利要求1所述的一种催化阻燃矿物高分子材料，其特征在于：所述的阻燃催化剂是
以白云石为载体的金属氧化物催化剂，其制备方法为：水溶性金属盐与白云石按一定质量比
投入水中，将金属盐溶液与白云石搅拌反应3～7h得到矿物浆，然后将矿物浆于90～120℃下
干燥，最后放入马弗炉中于300～400℃下煅烧2～4h。
3.根据权利要求1所述的一种催化阻燃矿物高分子材料，其特征在于：所述的金属氧化物为
氧化铁、氧化钴、氧化镍中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种催化阻燃矿物高分子材料，其特征在于：...
【专利技术属性】
技术研发人员：张以河，尹玉霞，吕凤柱，甄志超，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11
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