一种塑料编织网布用阻燃颗粒及其制备方法与流程

本发明属于塑料编织布制备，具体涉及一种塑料编织网布用阻燃颗粒及其制备方法。

背景技术：

1、塑料编织网布是以聚乙烯或聚丙烯为原料，通过经纬纱交织而成布状材料，因其具有轻质、耐腐蚀、易加工等性质，在农业、建筑、运输等领域得到了广泛应用，然而，由于其主要成分为有机聚合物，极限氧指数值低，极易燃烧，并且燃烧时还伴随着严重熔滴现象，造成二次火灾，给生命和财产带来严重危害。

2、现有技术中，在制备塑料编织网布时，通常会使用膨胀型阻燃剂，膨胀型阻燃剂不仅具有良好的阻燃性能，并且相对于卤系阻燃剂，还具有低毒、环保等特性，然而膨胀型阻燃剂的吸湿性较强，易产生醇解，并且与聚丙烯或聚乙烯等基料的相容性差，导致高温下膨胀型阻燃剂容易从基体中迁移析出，此外膨胀型阻燃剂的添加量较大，这使得塑料编织网布的力学性能降低，限制了其在塑料编织网布阻燃方面的应用，因此，如何改善膨胀型阻燃剂的吸湿性能以及提高其在聚合物中的相容性的同时，提高膨胀型阻燃剂的阻燃效率，是目前需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种塑料编织网布用阻燃颗粒及其制备方法，以解决背景技术中的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种塑料编织网布用阻燃颗粒的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤s1、改性膨胀型阻燃体系的疏水处理：

5、向无水乙醇中加入甲基丙烯酸十八酯，搅拌溶解，加入改性膨胀型阻燃体系，混合均匀后，在65-70℃条件下搅拌反应2-4h，冷却后，再经抽滤、洗涤、干燥后，得到疏水改性膨胀型阻燃体系；

6、步骤s2、阻燃颗粒的制备：

7、将疏水改性膨胀型阻燃体系、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、改性协效剂加入混合机中均匀混合，再置于螺杆挤出机中熔融挤出，再经冷却、干燥、切粒后，得到塑料编织网布用阻燃颗粒；

8、以甲基丙烯酸十八酯为疏水改性试剂，采用原位聚合法将其接枝在改性膨胀型阻燃体系表面，在改性膨胀型阻燃体系表面形成一层牢固的疏水包覆层，降低了改性膨胀型阻燃体系的吸湿性能，有效提高了阻燃颗粒在聚丙烯或聚乙烯塑料基料中的相容性和分散性。

9、其中，步骤s1中无水乙醇、甲基丙烯酸十八酯和改性膨胀型阻燃体系的用量比为200ml：5.2-7.8g：52-55g；步骤s2中疏水改性膨胀型阻燃体系、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、改性协效剂的用量比为48-50g：0.2-0.6ml：2.89-4.13g。

10、进一步地，所述改性膨胀型阻燃体系通过以下步骤制得：

11、a1、向浓度为90wt％的丙酮溶液中加入三聚氯氰，搅拌混合，在0-5℃条件下滴加二乙醇胺，混合均匀后，加入总用量34.6％的氢氧化钠溶液，搅拌反应3-4h，再升温至45-50℃，滴加哌嗪的丙酮溶液，混合均匀后，再加入剩余的氢氧化钠溶液，在80℃条件下反应6h，再经过滤、洗涤、干燥后，得到改性三嗪衍生物；

12、a2、向去离子水中加入改性三嗪衍生物，边搅拌边加热至130℃，达到熔融状态后，加入聚磷酸铵，继续搅拌反应3-4h，冷却后，研磨，得到改性膨胀型阻燃体系。

13、其中，三聚氯氰和哌嗪为主链，二乙醇胺为侧链，通过亲核取代反应得到含有多羟基结构的改性三嗪衍生物，改性三嗪衍生物作为三嗪类大分子成炭剂，具有优异的成炭性能，在熔融状态下，将其与阻燃性能良好的聚磷酸铵共混并通过氢键结合，得到改性膨胀型阻燃体系。

14、进一步地，所述丙酮溶液、三聚氯氰、二乙醇胺、氢氧化钠溶液和哌嗪的丙酮溶液的用量比为250ml：18.4-19.2g：9.7-10.4ml：50ml：40ml；所述氢氧化钠溶液的浓度为19.4-20.2wt％；所述哌嗪的丙酮溶液的浓度为0.21-0.23g/ml。

15、进一步地，所述去离子水、改性三嗪衍生物、聚磷酸铵的用量比为8ml：7.5-9.6g：38.4-42.5g。

16、进一步地，所述改性协效剂通过以下步骤制得：

17、向去离子水中加入预处理分子筛，搅拌分散，在85-90℃条件下加入氯化镧水溶液，混合均匀后，用盐酸调节ph值至4.5-5.0，再在85-90℃下搅拌反应1-2h，再经过滤、洗涤、干燥后，置于二乙二醇二甲醚中，混合均匀后，加入硼酸，在120-130℃条件下继续反应5h，最后经抽滤、洗涤、干燥后，得到改性协效剂；

18、其中，预处理分子筛为经研磨成粉后，再过200目标准筛的4a分子筛，4a分子筛的表面酸度高并且具有良好的离子交换性能，在与氯化镧反应时，能够通过离子交换法将金属镧掺杂在预处理分子筛表面，进一步提高了改性协效剂表面的酸度和催化成炭效率，接着再采用表面接枝法，将硼接枝在预处理分子筛表面，得到含有金属镧和硼原子的改性协效剂。

19、进一步地，所述去离子水、预处理分子筛、氯化镧水溶液、二乙二醇二甲醚和硼酸的用量比为200ml：10-11g：2-2.5ml：100ml：0.56g；所述氯化镧水溶液浓度为0.25g/ml；所述盐酸的浓度为3.75wt％。

20、一种塑料编织网布用阻燃颗粒，由以上制备方法制得。

21、本发明的有益效果：

22、本发明的阻燃颗粒表面含有疏水性能的长烷链，有效提高了其在聚丙烯或聚乙烯等聚合物基料中的相容性和分散性，增强了阻燃颗粒与聚合物分子间的界面结合力，此外本发明的阻燃颗粒中还含有改性膨胀型阻燃体系以及与其复配的改性协效剂，当塑料编织网布遇到热源燃烧时，改性膨胀型阻燃体系受热会产生含磷自由基，淬灭燃烧时产生的活性自由基，有效抑制燃烧的链式反应，同时改性膨胀型阻燃体系中的改性三嗪衍生物作为成炭剂，能够与燃烧时分解产生的磷酸发生反应形成熔体，并且铵根离子分解产生的氨气等不可燃气体会使熔体膨胀并发生脱水，最终形成一层膨胀炭层，阻止了可燃气体和热量向基体表面释放，从而提高了塑料编织网布的阻燃性；

23、与此同时，本发明改性协效剂的表面酸度高，能够作为固体酸催化基体燃烧时发生碳正离子型反应，并在金属镧的作用下提高催化效率，促使基体与改性膨胀型阻燃体系进行交联形成致密的残炭，进一步提高了阻燃颗粒的阻燃效率，此外改性协效剂中的硼原子增加了炭层的坚固致密性，有效抑制熔滴的产生，赋予了塑料编织网布良好的阻燃和抗熔滴性能；

24、本发明用甲基丙烯酸十八酯对改性膨胀型阻燃体系表面进行疏水处理，有效避免了其易吸湿性能，提高了塑料颗粒的阻燃效率，此外改性协效剂的引入不仅提高了燃烧时的催化成炭效率，同时其表面蜂窝状的孔隙还能够吸附燃烧时释放的小分子气体，减少有毒气体的释放。

1.一种塑料编织网布用阻燃颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种塑料编织网布用阻燃颗粒的制备方法，其特征在于，步骤s1中无水乙醇、甲基丙烯酸十八酯和改性膨胀型阻燃体系的用量比为200ml：5.2-7.8g：52-55g；步骤s2中疏水改性膨胀型阻燃体系、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、改性协效剂的用量比为48-50g：0.2-0.6ml：2.89-4.13g。

3.根据权利要求1所述的一种塑料编织网布用阻燃颗粒的制备方法，其特征在于，所述改性膨胀型阻燃体系通过以下步骤制得：

4.根据权利要求3所述的一种塑料编织网布用阻燃颗粒的制备方法，其特征在于，所述丙酮溶液、三聚氯氰、二乙醇胺、氢氧化钠溶液和哌嗪的丙酮溶液的用量比为250ml：18.4-19.2g：9.7-10.4ml：50ml：40ml；所述氢氧化钠溶液的浓度为19.4-20.2wt％；所述哌嗪的丙酮溶液的浓度为0.21-0.23g/ml。

5.根据权利要求3所述的一种塑料编织网布用阻燃颗粒的制备方法，其特征在于，所述去离子水、改性三嗪衍生物、聚磷酸铵的用量比为8ml：7.5-9.6g：38.4-42.5g。

6.根据权利要求1所述的一种塑料编织网布用阻燃颗粒的制备方法，其特征在于，所述改性协效剂通过以下步骤制得：

7.根据权利要求6所述的一种塑料编织网布用阻燃颗粒的制备方法，其特征在于，所述去离子水、预处理分子筛、氯化镧水溶液、二乙二醇二甲醚和硼酸的用量比为200ml：10-11g：2-2.5ml：100ml：0.56g；所述氯化镧水溶液浓度为0.25g/ml。

8.根据权利要求6所述的一种塑料编织网布用阻燃颗粒的制备方法，其特征在于，所述预处理分子筛为4a分子筛经研磨成粉后，再过200目标准筛后得到。

9.一种塑料编织网布用阻燃颗粒，其特征在于，根据权利要求1-8任意一项所述的制备方法制得。