一种阻燃母粒及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及高分子材料领域，提供了一种阻燃母粒，利用具有特定结构的热稳定性高的二苯基氧化膦衍生物作为阻燃剂，同时利用其具有与树脂相近熔点的特点，提高其在高分子加工过程中的分散性，降低了阻燃剂对熔体流动性的影响；利用抗氧剂阻止高分子聚合物因分解引起的变粘、变色、变脆或断裂；利用载体树脂实现对二苯基氧化膦衍生物和抗氧剂的负载，同时提高二苯基氧化膦衍生物和抗氧剂的分散性和相容性。实施例的结果显示，本发明专利技术提供的阻燃母粒应用到树脂类产品中表现出很好的相容性，且阻燃效果可以达到V‑0级。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃母粒及其制备方法和应用
本专利技术涉及高分子材料领域，尤其涉及一种阻燃母粒及其制备方法和应用。
技术介绍
高分子材料由于其具有较好的机械强度、绝缘性、耐腐蚀性能、可塑性和高弹性等优点，可将其用于纤维、容器、薄膜、涂料、工程塑料、橡胶等不同的领域，但是大多数高分子材料都具有一定的可燃性，随着火灾安全性要求的提高，对在电子电气，汽车，纺织品等应用领域中的高分子材料提出了越来越高的阻燃和综合性能的要求。向高分子材料中添加阻燃剂是提高高分子材料阻燃性的有效方法之一。目前常用的高分子材料阻燃剂主要为反应型阻燃剂和添加型阻燃剂，反应型阻燃剂是在树脂合成过程中作为第三单体反应到树脂的分子链中，是一种永久型的阻燃改性方法，但也存在成本高、易影响树脂聚合度等缺点。添加型阻燃剂是指随着阻燃剂的加入，不会引起阻燃剂和高分子基体发生反应，只是利用阻燃剂本身的阻燃性能来提高高分子材料的阻燃性，具有配方灵活、效果好等优点而占有主要地位。但是由于添加型阻燃剂与基体聚合物的相容性较差，从而造成阻燃效果不是很理想。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种阻燃母粒及其制备方法和应用，本专利技术提供的阻燃母粒应用到树脂类产品中表现出很好的相容性，且阻燃效果较好。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种阻燃母粒，包括如下重量份数的组分：载体树脂10～70份，二苯基氧化膦衍生物10～80份、抗氧剂1～10份和协效阻燃剂0～70份；所述二苯基氧化膦衍生物具有式I所示的化学结构：所述式I中，n为正整数，R1和R2独立地为H、C1～C6烷基和芳香基中的一种；所述二苯基氧化膦衍生物的熔点为200℃～340℃。优选地，包括如下重量份的组分：载体树脂20～60份，二苯基氧化膦衍生物20～70份、抗氧剂3～8份和协效阻燃剂5～60份。优选地，所述二苯基氧化膦衍生物具有式II或III所示的化学结构：优选地，所述抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂和双(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的至少一种。优选地，所述抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂和双(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的两种复配而成。优选地，所述协效阻燃剂为金属氧化物、金属酸盐、天然矿物、碳系自由基引发剂、和含磷、氮和硅三种元素中至少一种元素的有机阻燃剂中的至少一种。优选地，所述金属氧化物为二氧化钛、氧化锌和三氧化二铝中的至少一种；所述天然矿物为蒙脱土、水滑石和粘土中的至少一种；所述金属酸盐为硼酸锌、锡酸锌中的至少一种；所述碳系自由基引发剂为2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷或2,3-二甲基-2,3-二萘基丁烷中的至少一种；所述含磷、氮和硅三种元素中至少一种元素的有机阻燃剂为二乙基次膦酸锌、聚硅氧烷、笼型倍半硅氧烷、六苯氧基环三膦腈、聚苯基膦酸二苯砜酯、1-苯-1,2-双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)乙烷、对苯二甲基双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)、对苯二甲基双(二苯基氧化膦)、三聚氰胺氰脲酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、氢溴酸三聚氰胺、三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、二苯基次膦酸铝和二乙基次膦酸铝中的至少一种。优选地，所述载体树脂为聚酯、聚酰胺和聚烯烃中的至少一种。本专利技术还提供了上述技术方案所述的阻燃母粒的制备方法，包括以下步骤：(1)将载体树脂、二苯基氧化膦衍生物、抗氧剂和协效阻燃剂混合，得到混合物；(2)将所述步骤(1)得到的混合物进行造粒，得到阻燃母粒。本专利技术还提供了上述技术方案所述的阻燃母粒以及上述技术方案所述的制备方法制备的阻燃母粒在树脂类产品中的应用。优选地，所述树脂类产品为聚酯纤维薄膜时，阻燃母粒中协效阻燃剂为聚苯基膦酸二苯砜酯、二乙基次膦酸锌、六苯氧基环三膦腈、1-苯-1,2-双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)乙烷、笼型倍半硅氧烷和蒙脱土中的至少一种；所述树脂类产品为尼龙纤维时，阻燃母粒中的协效阻燃剂为1-苯-1,2-双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)乙烷、二氧化钛和粘土中的至少一种；优选地，所述树脂类产品为聚丙烯纤维薄膜时，阻燃母粒中的协效阻燃剂为三(2,3-二溴丙基)异三聚氰酸酯、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷、2,3-二甲基-2,3-二萘基丁烷和1-苯-1,2-双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)乙烷中的至少一种；优选地，所述树脂类产品为注塑材料时，阻燃母粒中的协效阻燃剂为三聚氰胺氰脲酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、氢溴酸三聚氰胺、二苯基次膦酸铝、二乙基次膦酸铝、氧化锌、硼酸锌和水滑石中的至少一种；优选地，所述树脂类产品为固化片或基板时，阻燃母粒中协效阻燃剂为对苯二甲基双(二苯基氧化膦)、1-苯-1,2-双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)乙烷、对苯二甲基双(9,10-二氢-9-氧-10-磷杂菲-10-氧化物)、聚硅氧烷和笼型倍半硅氧烷中的至少一种。本专利技术提供了一种阻燃母粒，包括如下重量份数的组分：载体树脂10～70份，二苯基氧化膦衍生物10～80份、抗氧剂1～10份和协效阻燃剂0～70份；所述二苯基氧化膦衍生物具有式I所示的化学结构：所述式I中，n为正整数，R1和R2独立地为H、C1～C6烷基和芳香基中的一种；所述二苯基氧化膦衍生物的熔点为200℃～340℃。本专利技术利用具有式I结构的具有磷含量高，阻燃性好特点的二苯基氧化膦衍生物作为主阻燃剂，同时利用其适当熔点的特点，提高其在高分子加工过程中的分散性和降低了阻燃剂对熔体流动性的影响；利用抗氧剂阻止高分子聚合物因分解引起的变粘、变色、变脆或断裂；将树脂作为二苯基氧化膦衍生物和抗氧剂的载体，利用载体树脂实现对二苯基氧化膦衍生物和抗氧剂的负载，同时提高二苯基氧化膦衍生物和抗氧剂的分散性和相容性；最后在载体树脂、二苯基氧化膦衍生物和抗氧剂的配合作用下，提高了阻燃效果。附图说明图1为实施例1制备得到的结构式II含磷阻燃剂的TGA热重损失分析图；图2为实施例1制备得到的结构式II含磷阻燃剂的DSC熔点分析图；图3为实施例2制备得到的结构式III含磷阻燃剂的TGA热重损失分析图；图4为实施例2制备得到的结构式III含磷阻燃剂的DSC熔点分析图。具体实施方式本专利技术提供了一种阻燃母粒，包括如下重量份数的组分：载体树脂10～70份，二苯基氧化膦衍生物10～80份、抗氧剂1～10份和协效阻燃剂0～70份；所述二苯基氧化膦衍生物具有式I所示的化学结构：所述式I中，n为正整数，R1和R2独立地为H、C1～C6烷基和芳香基中的一种；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃母粒，包括如下重量份数的组分：载体树脂10～70份，二苯基氧化膦衍生物10～80份、抗氧剂1～10份和协效阻燃剂0～70份；/n所述二苯基氧化膦衍生物具有式I所示的化学结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种阻燃母粒，包括如下重量份数的组分：载体树脂10～70份，二苯基氧化膦衍生物10～80份、抗氧剂1～10份和协效阻燃剂0～70份；
所述二苯基氧化膦衍生物具有式I所示的化学结构：



所述式I中，n为正整数，R1和R2独立地为H、C1～C6烷基和芳香基中的一种；
所述二苯基氧化膦衍生物的熔点为200℃～340℃。


2.根据权利要求1所述的阻燃母粒，其特征在于，包括如下重量份的组分：载体树脂20～60份，二苯基氧化膦衍生物20～70份、抗氧剂3～8份和协效阻燃剂5～60份。


3.根据权利要求1或2所述的阻燃母粒，其特征在于，所述二苯基氧化膦衍生物具有式II或III所示的化学结构：





4.根据权利要求1或2所述的阻燃母粒，其特征在于，所述抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂和双(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的至少一种。


5.根据权利要求4所述的阻燃母粒，其特征在于，所述抗氧剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇脂和双(2，4-二枯基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯中的两种复配而成。


6.根据权利要求1或2所述的阻燃母粒，其特征在于，所述协效阻燃剂为金属氧化物、金属酸盐、天然矿物、碳系自由基引发剂、含磷、氮和硅三种元素中至少一种元素的有机阻燃剂中的至少一种。


7.根据权利要求6所述的阻燃母粒，其特征在于，
所述金属氧化物为二氧化钛、氧化锌和三氧化二铝中的至少一种；
所述天然矿物为蒙脱土、水滑石和粘土中的至少一种；
所述金属酸盐为硼酸锌和锡酸锌中的至少一种；
所述碳系自由基引发剂为2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷和2,3-二甲基-2,3-二萘基丁烷中的至少一种；
所述含磷、氮和硅三种元素中至少一种元素的有机阻燃剂为二乙基次膦酸锌、聚硅氧烷、笼型倍半硅氧烷、六苯氧基环三膦腈、聚苯基膦酸二苯砜酯、1-苯-1,2-双(9,1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠卫，武军，尹淑君，于青，侯计金，曾冲，段好东，王庆坤，马玉涵，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37