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

背景技術：

1、聚丙烯（pp）是一種被廣泛應用在我們日常生活中的五大通用塑料之一，給人們的生活帶來了極大的方便，如汽車領域用保險杠、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、在現行阻燃pp技術中，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，納米材料與協效增強膨脹性阻燃劑（ifr）在工業(yè)和學術界研究最為廣泛。

3、納米材料在阻燃領域得到了廣泛應用。納米碳酸鈣屬于非金屬且其尺寸在100nm以內，在聚合物領域具有增強、增韌等作用，但與典型ifr復配后，特別是與聚磷酸銨（app）復配后，會在擠出過程中反應，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復合材料的阻燃性能，勢在必行。

技術實現思路

1、本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復合材料、制備方法和用途，在保證材料力學性能的同時，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，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合材料的用途，所述納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復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、活性更高的負電荷類型和密度。

13、pa和氨水進行反應，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。

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，將顯著降低復合材料的阻燃性能。

技術特征：

1.一種納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復合材料，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.如權利要求1所述的納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復合材料，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.如權利要求1或2所述的納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復合材料，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，干燥后得到。

4.如權利要求1或2所述的納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復合材料，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。

5.一種如權利要求1-4任一項所述的納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復合材料的制備方法，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合材料。

6.如權利要求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。

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

技術總結
本發(fā)明屬于復合材料技術領域，具體涉及一種納米碳酸鈣增強阻燃聚丙烯復合材料、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)明在保證材料力學性能的同時，提高材料的阻燃性能。

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