[发明专利]一种磷掺杂碳纳米管/有机改性层状双金属氢氧化物/聚烯烃阻燃材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种磷掺杂碳纳米管/有机改性层状双金属氢氧化物/聚烯烃阻燃材料及其制备方法，属于高分子化合物的阻燃技术领域。本发明的磷掺杂碳纳米管/有机改性层状双金属氢氧化物/聚烯烃阻燃材料，主要由以下重量份数的组分组成：磷掺杂碳纳米管1～10份、有机改性层状双金属氢氧化物10～20份、聚烯烃100份。本发明的磷掺杂碳纳米管/有机改性层状双金属氢氧化物/聚烯烃阻燃材料，在聚烯烃中混入有机改性层状双金属氢氧化物可以显著提高基体的阻燃性能，含磷物质由于燃烧时生成磷酸或含磷自由基，能够作为辅助成炭剂或捕捉羟基自由基而具有较高的阻燃性能，两者具有协同阻燃作用。

技术领域

本发明涉及一种磷掺杂碳纳米管/有机改性层状双金属氢氧化物/聚烯烃阻燃材料及其制备方法，属于高分子化合物的组合物技术领域。

背景技术

聚烯烃由于其优异的力学性能、化学稳定性和易加工性被广泛应用于生活的各个方面，但由于聚烯烃由碳、氢两种元素组成，这种化学结构使得其很容易燃烧，且释放出大量的有毒气体，不完全燃烧或部分聚烯烃燃烧还产生黑烟。如聚苯乙烯是一类来源丰富、价格低廉、加工成型性能优良的热塑性聚合物材料，在建筑材料、包装材料等诸多领域具有广泛的应用。聚苯乙烯的主要缺点是耐热性能不佳，而且易于燃烧，熔融滴落严重且释放大量黑烟，因此，对聚烯烃进行阻燃、抑烟处理对于其安全使用极为重要。鉴于卤素阻燃剂在材料燃烧时会释放出有毒气体而污染环境，所以开发无卤、高效、低烟的阻燃材料已迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是提供一种低烟的磷掺杂碳纳米管/有机改性层状双金属氢氧化物/聚烯烃阻燃材料。

本发明还提供了一种上述磷掺杂碳纳米管/有机改性层状双金属氢氧化物/聚烯烃阻燃材料的制备方法。

为了实现以上目的，本发明的磷掺杂碳纳米管/有机改性层状双金属氢氧化物/聚烯烃阻燃材料所采用的技术方案是：

一种磷掺杂碳纳米管/有机改性层状双金属氢氧化物/聚烯烃阻燃材料，主要由以下重量份数的组分组成：磷掺杂碳纳米管1～10份、有机改性层状双金属氢氧化物10～20份、聚烯烃100份。

本发明的磷掺杂碳纳米管/有机改性层状双金属氢氧化物/聚烯烃阻燃材料，在聚烯烃中混入有机改性层状双金属氢氧化物(有机改性LDH)可以显著提高基体的阻燃性能，含磷物质由于燃烧时生成磷酸或含磷自由基，能够作为成炭剂或捕捉羟基自由基而具有较高的阻燃性能，由于碳具有较高的极限氧指数，所以添加碳纳米管具有理想的阻燃效果；并且二维片层状的LDH具有物理隔绝氧气的作用，因而有机LDH和磷掺杂碳纳米管两者具有协同阻燃作用。此外，本发明的磷掺杂碳纳米管/有机改性层状双金属氢氧化物/聚烯烃阻燃材料低毒低烟，符合环保要求，具有良好的开发前景。

优选的，所述磷掺杂碳纳米管/有机改性层状双金属氢氧化物/聚烯烃阻燃材料，主要由以下重量份数的组分组成：磷掺杂碳纳米管2～10份、有机改性层状双金属氢氧化物10～20份、聚烯烃100份。

所述磷掺杂碳纳米管的质量为有机改性层状双金属氢氧化物的质量的0.1～0.5倍。

所述有机改性层状双金属氢氧化物为有机改性层状镁铝双金属氢氧化物。

优选的，所述有机改性层状双金属氢氧化物为十二烷基硫酸钠改性双金属氢氧化物、十二烷基苯磺酸钠改性双金属氢氧化物中的至少一种。采用十二烷基硫酸钠改性层状镁铝双金属氢氧化物和/或十二烷基苯磺酸钠改性层状镁铝双金属氢氧化物相较于其他有机改性剂具有低毒、相容性好的有益效果。

所述有机改性层状双金属氢氧化物为有机改性层状镁铝双金属氢氧化物；所述有机改性层状双金属氢氧化物采用包括如下步骤的方法制备得到：提供铝盐、镁盐、碱和有机改性剂以水作为溶剂的混合溶液，将所得混合溶液进行水热反应，即得。

所述有机改性剂为十二烷基硫酸钠和/或十二烷基苯磺酸钠。