[发明专利]一种改性聚磷酸铵/改性氧化石墨烯阻燃跑道颗粒材料

说明书

本发明公开了一种改性聚磷酸铵/改性氧化石墨烯阻燃跑道颗粒材料及其制备方法，原料组成按重量份数计：橡塑弹性体100份、复配阻燃剂10‑50份、环烷油5‑12份、超细白炭黑5‑10份、熟石灰3‑5份、硬脂酸锌1‑2份、碳酸钙100‑130份、塑胶色粉0.5份；所述的复配阻燃剂中改性聚磷酸铵与改性氧化石墨烯的质量比为1‑5：1。本发明制得的改性聚磷酸铵/改性氧化石墨烯阻燃跑道颗粒材料具有阻燃效果好、耐老化、拉伸强度高等特性，具有广阔的应用前景和市场需求。

技术领域

本发明属于塑胶跑道技术领域，具体涉及一种改性聚磷酸铵/改性氧化石墨烯阻燃跑道颗粒材料及其制备方法。

背景技术

塑胶跑道是现代田径场地中不可缺少的重要设施，已被国际奥委会定为国际比赛场地的必备条件之一。与传统的土质跑道相比，它具有良好的弹性、防滑性、耐磨性、吸震性，场地护理容易、色彩鲜明、美观整齐。鉴于上述优点，塑胶跑道问世不久即迅速被各田径场地所采用。然而跑道颗粒属于易燃材料，在使用的过程中易引发火灾，对人们的财产和人身安全有很大的威胁，因此对跑道颗粒进行阻燃方面的功能化改性势在必行。

目前，卤素阻燃剂因其具有阻燃效率高、价格适中、品种多、适用范围广等优良特点，占据橡塑材料阻燃剂的主导地位，其也是用于提高阻燃性能的主要方法。卤素阻燃剂虽然具有极高的阻燃效率，但它在热裂解或燃烧时会生成较多的卤化氢等腐蚀性气体和烟雾。一旦发生火灾，将给逃生及救援人员带来极大困难，严重时将导致死亡事故的发生，同时也对环境构成了较大的威胁。随着人们安全环保意识的增强，开发高效、无毒、环保的阻燃剂成为当代阻燃剂发展的要求。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种改性聚磷酸铵/改性氧化石墨烯阻燃跑道颗粒材料及其制备方法。本发明制得的改性聚磷酸铵/改性氧化石墨烯阻燃跑道颗粒材料阻燃效果好，其材料阻燃指数达到UL94V0级别，且无卤素原料，产生的气体不会污染环境同时具有良好的加工性能和力学性能，因而有广阔的应用前景和市场需求。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种改性聚磷酸铵/改性氧化石墨烯阻燃跑道颗粒材料，原料组成按重量份数计为：橡塑弹性体100份、复配阻燃剂10-50份、环烷油5-12份、超细白炭黑5-10份、熟石灰3-5份、硬脂酸锌1-2份、碳酸钙100-130份、塑胶色粉0.5份。

所述的橡塑弹性体为：聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）、聚乙烯、聚丙烯、三元乙丙橡胶（EPDM）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）、聚乙烯接枝马来酸酐、热塑性聚氨酯中的一种或几种的共混物。所述的聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）为线性高分子量SEBS。所述的聚乙烯接枝马来酸酐的接枝率为1.2%。所述的乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯酯基体的含量13-18wt%。

所述的复配阻燃剂以改性聚磷酸铵为酸源和气源，改性氧化石墨烯为碳源，改性聚磷酸铵与改性氧化石墨烯按质量比1-5：1组成。

所述的复配阻燃剂制备方法为：将1份改性氧化石墨烯溶于去离子水，超声震荡30min，然后加入1-5份改性聚磷酸铵，搅拌1h后洗涤然后60℃下烘干。

所述的改性聚磷酸铵的具体制备方法为：1）向装有100mL去离子水的烧杯中加入15mL的无水乙醇和10g聚磷酸铵，在70℃下搅拌30min。2）向装有50mL去离子水的烧杯中加入5mL的无水乙醇和0.5mL KH550，然后逐滴加入冰醋酸，调整pH值到3.5-5.0。3）将调好的混合液逐滴加入到聚磷酸铵和乙醇的混合溶液中，在70℃下持续搅拌1h即得到改性聚磷酸铵。4）用无水乙醇洗涤步骤3）得到的改性聚磷酸铵若干次，在70℃的真空烘箱中烘干。