(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 110643098 A(43)申请公布日 2020.01.03
(21)申请号 201910954660.6(22)申请日 2019.10.09
(71)申请人 江苏万纳普新材料科技有限公司
地址 213200 江苏省常州市金坛区儒林镇
园区西路12号
C08K 9/10(2006.01)C08K 5/03(2006.01)C08K 3/22(2006.01)C08K 5/098(2006.01)C08J 3/22(2006.01)
(72)发明人 李翰卿 汪晓东
(74)专利代理机构 南京勤行知识产权代理事务
所(普通合伙) 32397
代理人 陈烨(51)Int.Cl.
C08L 23/06(2006.01)C08L 23/08(2006.01)C08L 25/12(2006.01)C08L 27/18(2006.01)C08K 13/06(2006.01)
权利要求书2页 说明书9页
CN 110643098 A(54)发明名称
一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法(57)摘要
本发明涉及塑料改性加工技术领域，尤其是一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法；所述功能母粒以多重复合包覆的十溴二苯乙烷为主体阻燃剂，所述功能母粒的质量百分比组成如下：多重复合包覆十溴二苯乙烷55.0～70.0 wt.%、三氧化二锑15.0～30.0 wt.%、乙烯－辛烯共聚物9.0～13.0 wt.%、苯乙烯～丙烯腈共聚物包覆聚四氟乙烯1.0～2.0 wt.%、分散剂0.5～1.0 wt.%、润滑剂0.3～0.5 wt.%；本发明所制备的功能母粒与传统阻燃功能母粒相比，显著提高了溴系阻燃剂的热稳定性，有效减少了热机械加工过程中出现的材料黄变现象，增强了国产溴系阻燃剂对聚乙烯的阻燃效果。
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权 利 要 求 书
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1.一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述功能母粒以多重复合包覆的十溴二苯乙烷为主体阻燃剂，所述功能母粒的质量百分比组成如下：多重复合包覆十溴二苯乙烷55.0～70.0 wt.%、三氧化二锑15.0～30.0 wt.%、乙烯－辛烯共聚物（POE）9.0～13.0 wt.%、苯乙烯–丙烯腈共聚物包覆聚四氟乙烯1.0～2.0 wt.%、分散剂0.5～1.0 wt.%、润滑剂0.3～0.5 wt.%。
2.根据权利要求1所述一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述分散剂为硬酯酸、硬酯酸钙、硬酯酸锌、油酸酰胺、介酸酰胺中的一种。
3.根据权利要求1所述一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述润滑剂为聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺和聚二甲基硅氧烷中的一种。
4.根据权利要求1所述一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述多重复合包覆十溴二苯乙烷为磷酸氢锆粉体、植酸和锌离子掺杂氢氧化铝包覆的十溴二苯乙烷。
5.根据权利要求1所述一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述多重复合包覆十溴二苯乙烷的制备方法如下：（1）将十溴二苯乙烷、铝溶胶和氧化锌溶胶分散在无水乙醇中，加热搅拌，滴加氨水调节反应液的pH为碱性，滴加完成后，继续搅拌一段时间后结束反应，然后洗涤过滤，滤出物干燥得到锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷；（2）将步骤（1）中的锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷分散到醇类有机溶剂中得到悬浮液，将植酸溶于去离子水中，形成植酸溶液，并将其滴加到锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷的悬浮液中，加热搅拌一段时间后，加入磷酸氢锆粉体，在相同温度下继续搅拌一段时间后停止反应，然后用清水洗涤、过滤，烘干得到多重复合无机材料包覆十溴二苯乙烷。
6.根据权利要求5所述的一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述步骤（1）中加热搅拌温度为35～40℃，氨水滴加为匀速滴加，氨水的质量分数为10.0～12.5 wt.%，反应液pH值控制为7.5～8.5，滴加完成后，继续搅拌3～4 h后结束反应；然后用清水洗涤、过滤，在110～120℃烘箱内干燥8～10 h，得到锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷。
7.根据权利要求5所述的一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述步骤（2）中的醇类有机溶剂为异丙醇、正丙醇、异丁醇或正丁醇中的一种，加热搅拌温度为30～35℃，植酸的浓度为0.4～0.5 g/ml，植酸的滴加为匀速滴加，植酸溶液加完继续搅拌1.5～2 h后，加入磷酸氢锆粉体，在相同温度下搅拌2.5～3 h后停止反应，然后用清水洗涤、过滤，在110～120℃烘箱内干燥10～12 h，得到多重复合无机材料包覆十溴二苯乙烷。
8.根据权利要求5所述的一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒，其特征在于：所述步骤（1）中，十溴二苯乙烷、铝溶胶和氧化锌溶胶的质量比为150:7:1～150:9:2，所述步骤（2）中，锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷、植酸和磷酸氢锆的质量比为150:3: 4～150:4.5:5。
9.制备如权利要求1–8中任一项所述的一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：（1）按配比称取多重复合包覆十溴二苯乙烷、三氧化二锑、POE、苯乙烯–丙烯腈共聚物
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包覆聚四氟乙烯、分散剂和润滑剂，并将其投入高速混合器内混合均匀后转移至密炼机内进行热混炼，得到团状共混物；（2）将步骤（1）中获得的团状共混物通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，经融熔挤出并造粒，获得所述阻燃增效功能母粒；密炼机的混炼温度为100～125℃，混炼时间为15～20分钟；单螺杆挤出机的螺杆转速为150～200转／分钟，机筒温度为120～160℃。
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说 明 书
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一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及塑料改性加工技术领域，尤其是一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒及其制备方法。
背景技术
[0002]聚乙烯是一种应用极其广泛的通用塑料，其应用遍及日用杂品、家用电器、工业电子电器、汽车、轨道交通等领域。然而，聚乙烯的极限氧指数仅17.6 vol.%，属于极易燃烧的高分子材料。当聚乙烯被应用于电子电器及交通运输工具领域时，往往需要实施阻燃改性来提高其使用安全性。聚乙烯的阻燃改性可通过加入阻燃剂并经过双螺杆挤出机的熔融共混来实现。所用阻燃剂按阻燃元素类别分类，通常可分为卤系（卤系又分为氯系和溴系）、磷系、锑系、镁系、硼系、钼系等等。这些阻燃剂虽然能够有效阻止聚乙烯被引燃并抑制火焰传播，提高聚乙烯的抗燃烧性能，但聚乙烯所特有的碳氢链分子结构特征，使其很难实现高等及的阻燃水平。虽然可应用于聚乙烯阻燃改性的阻燃剂种类繁多，但是大多数阻燃剂的阻燃效果有限，添加量大，不但严重影响聚乙烯阻燃改性产品的综合力学性能，且很难实现UL94 V0级的高等级阻燃。目前，所公认的聚乙烯阻燃改性最有效的阻燃剂为十溴二苯乙烷。
[0003]十溴二苯乙烷作为一种聚乙烯常用的新型、广谱、高效、环保的添加型溴系阻燃剂，国内外生产技术水平差距很大，目前高效高品质十溴二苯乙烷的先进生产技术仍然为发达国家所掌控，国内外高端十溴二苯乙烷产品仍被欧美等发达国家的跨国公司所垄断，而国内十溴二苯乙烷的生产厂商由于其生产技术与发达国家存在明显差距，阻燃剂产品存在热稳定性差、分子中溴原子不稳定等缺陷，无法与国外产品竞争。当前国产十溴二苯乙烷应用于对聚乙烯阻燃改性加工中时，普遍存在热机械加工易分解、易黄变、流动性差、阻燃效果不及进口产品等缺陷明显。随着国外贸易纠纷及高关税的影响，从发达国家进口十溴二苯乙烷的经济性越来越差，且增加了使用企业的生产成本，导致所制造产品的竞争力下降。因此，开发高品质的国产十溴二苯乙烷迫在眉睫。然而，十溴二苯乙烷的合成过程较复杂，以目前国内企业的技术水平，很难在短时间内研发出先进的生产技术，从而在产品质量上赶上发达国家的溴系阻燃剂制造水平。因此，需要寻找简单而便捷的途径来有效改性国产十溴二苯乙烷存在的缺陷。除上述问题外，在包括聚乙烯在内的塑料阻燃改性及加工技术实施过程中，还存在一些共性问题，即阻燃剂及阻燃协效剂往往是粉体，且添加量较大，直接采用双螺杆挤出机进行熔融挤出共混时，由于物料在挤出机的机筒内的停留时间有限，很难将聚合物熔融与阻燃剂充分混合。此外，由于共混挤出过程中大量阻燃剂粉体相互间机械摩擦产生内热，会引发溴系阻燃剂分解和溴素脱落，不仅导致阻燃效果受损、材料发生黄变，还会造成改性塑料的物理机械性能下降。发明内容
[0004]针对采用国产十溴二苯乙烷阻燃剂对聚乙烯实施阻燃改性技术实施过程中存在
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的品质和加工问题，本发明提出一条全新的解决思路：采用多层次高致密度阻燃增效材料对十溴二苯乙烷进行包覆，然后再将所包覆的十溴二苯乙烷与阻燃协效剂、载体树脂和其它助剂复合制备阻燃功能母粒，双管齐下解决国产十溴二苯乙烷热稳定性差、加工过程中易分解、易黄变、流动性差、分散不均匀、阻燃效果受损等缺陷问题。[0005]本发明的目的是：针对采用国产十溴二苯乙烷对聚乙烯实施阻燃改性技术实施过程中存在的品质和加工问题，提供一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒，该阻燃增效功能母粒与传统塑料阻燃功能母粒相比，提高了国产十溴二苯乙烷阻燃剂的热稳定性和流动分散性，从而提升阻燃效率，能够以更少的母粒添加量取得与传统阻燃功能母粒相同的阻燃效果，并可有效降低改性聚乙烯复合阻燃复合物的力学性能损失；
本发明首先采用锌离子掺杂的铝溶胶为原料对十溴二苯乙烷颗粒进行包覆，由于十溴二苯乙烷的Zeta 电位为负值，铝溶胶的Zeta 电位为正值，可通过溶胶－凝胶反应自然形成以锌离子掺杂氢氧化铝为壳、十溴二苯乙烷为核的“核－壳”结构微胶囊颗粒；然后利用植酸（又名：肌醇六磷酸，一个含六个磷酸基团的环状化合物）极易与二价和三价金属离子反应形成难溶物的特点，采用植酸与该微胶囊壳层中的锌／铝离子发生钝化反应，形成坚硬致密的包覆层；接着加入磷酸氢锆［Zr(HPO4)2·H2O，一种具有介孔结构的片状无机纳米材料］，其分子中的锆离子同样会与植酸发生钝化反应，其表面羟基官能团与植酸中的羧基官能团还能进行置换，形成化学键结合体，从而实现对十溴二苯乙烷的多重复合包覆。将所包覆的十溴二苯乙烷与阻燃协效剂、载体、分散剂等助剂混合，最后通过密炼机串联单螺杆挤出机制备成聚乙烯阻燃改性专用的阻燃功能母粒。[0006]为解决上述技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：
本发明中的一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒，所述功能母粒以多重复合包覆的十溴二苯乙烷为主体阻燃剂，所述功能母粒的质量百分比组成如下：多重复合包覆十溴二苯乙烷55.0～70.0 wt.%、三氧化二锑15.0～30.0 wt.%、乙烯－辛烯共聚物（POE）9.0～13.0 wt.%、苯乙烯–丙烯腈共聚物包覆聚四氟乙烯1.0～2.0 wt.%、分散剂0.5～1.0 wt.%、润滑剂0.3～0.5 wt.%。[0007]进一步的，所述分散剂为硬酯酸、硬酯酸钙、硬酯酸锌、油酸酰胺、介酸酰胺中的一种，其中优选硬酯酸锌。[0008]进一步的，所述润滑剂为聚乙烯蜡、乙撑双硬脂酰胺和聚二甲基硅氧烷中的一种，其中优选聚乙烯蜡。[0009]进一步的，所述多重复合包覆十溴二苯乙烷为磷酸氢锆粉体、植酸和锌离子掺杂氢氧化铝包覆的十溴二苯乙烷。[0010]进一步的，所述多重复合包覆十溴二苯乙烷的制备方法如下：
（1）将十溴二苯乙烷、铝溶胶和氧化锌溶胶分散在无水乙醇中，加热搅拌，滴加氨水调节反应液的pH为碱性，滴加完成后，继续搅拌一段时间后结束反应，然后洗涤过滤，滤出物干燥得到锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷；
（2）将步骤（1）中的锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷分散到醇类有机溶剂中得到悬浮液，将植酸溶于去离子水中，形成植酸溶液，并将其滴加到锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷的悬浮液中，加热搅拌一段时间后，加入磷酸氢锆粉体，在相同温度下继续搅拌一段时间后停止反应，然后用清水洗涤、过滤，烘干得到多重复合无机材料包覆十溴二苯
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乙烷。
由于在对国产十溴二苯乙烷进行包覆时采用了阻燃增效材料，可有明显提升十溴
二苯乙烷的阻燃效果，在达到所需阻燃级别的情况下，减少了十溴二苯乙烷的使用量，节约了原料成本，同时提高了阻燃改性塑料的物理机械性能。基于此思路所开发的技术同样可应用于国外高品质十溴二苯乙烷，经多层次高致密度阻燃增效材料包覆后的高品质十溴二苯乙烷，其热稳定性、耐黄变性、流动性和阻燃效果得到更进一步提升。[0012]进一步的，所述步骤（1）中加热搅拌温度为35～40℃，氨水滴加为匀速滴加，氨水的质量分数为10.0～12.5 wt.%，反应液pH值控制为7.5～8.5，滴加完成后，继续搅拌3～4 h后结束反应；然后用清水洗涤、过滤，在110～120℃烘箱内干燥8～10 h，得到锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷。[0013]进一步的，所述步骤（2）中的醇类有机溶剂为异丙醇、正丙醇、异丁醇或正丁醇中的一种，其中优选异丙醇，加热搅拌温度30～35℃，植酸的浓度为0.4～0.5 g/ml，植酸的浓度为0.4～0.5 g/ml，植酸的滴加为匀速滴加，植酸溶液加完继续搅拌1.5～2 h后，加入磷酸氢锆粉体，在相同温度下搅拌2.5～3 h后停止反应，然后用清水洗涤、过滤，在110～120℃烘箱内干燥10～12 h，得到多重复合无机材料包覆十溴二苯乙烷。[0014]进一步的，所述步骤（1）中，十溴二苯乙烷、铝溶胶和氧化锌溶胶的质量比为150:7:1～150:9:2，所述步骤（2）中，锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷、植酸和磷酸氢锆的质量比为150:3:5～150:4.5:5。[0015]本发明的另一个目的是：提供一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒的制备方法，该方法采用多层次高致密度阻燃增效材料对溴系阻燃剂进行包覆，然后再将所包覆的溴系阻燃剂与阻燃协效剂、聚乙烯相容适配性强的载体树脂和其它助剂复合制备阻燃功能母粒，双管齐下解决国产溴系热稳定性差、加工过程中易分解、易黄变、流动性差、分散不均匀、阻燃效果受损等缺陷问题。
[0016]一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒的制备方法，所述方法包括以下步骤：
（1）按配比称取多重复合包覆十溴二苯乙烷、三氧化二锑、POE、苯乙烯–丙烯腈共聚物包覆聚四氟乙烯、分散剂和润滑剂，并将其投入高速混合器内混合均匀后转移至密炼机内进行热混炼，得到团状共混物；
（2）将步骤（1）中获得的团状共混物通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，经融熔挤出并造粒，获得所述阻燃增效功能母粒；密炼机的混炼温度为100～125℃，混炼时间为15～20分钟；单螺杆挤出机的螺杆转速为150～200转／分钟，机筒温度为120～160℃。[0017]将其制成阻燃功能母粒后，再应用于阻燃改性塑料产品的制备加工，其所发挥的阻燃效果较未包覆的溴系阻燃剂更佳。且所制备的阻燃改性塑料的反复多次热机械加工耐受性获得了极大的提高，具备了良好的回收再加工、再利用特征。本发明将为实现高效节能的阻燃改性塑料加工提供一条重要的途径。[0018]采用本发明的技术方案的有益效果是：
（1）针对国产十溴二苯乙烷高温下易分解、热稳定性较低、溴素易脱落、易黄变、流动性低、分散性差的缺点，选择锌离子掺杂氢氧化铝无机物对其进行包覆，然后利用植酸与锌／铝离子钝化作用形成致密坚实的保护层，然后将具有介孔结构的磷酸氢锆纳米片通过植酸钝化和离子交换吸附双重作用形成十溴二苯乙烷微胶囊的最外层结构，从而形成多重复合
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无机包覆层。相比于传统聚合物或单层无机材料包覆层，这一多重复合无机包覆层对十溴二苯乙烷具有更好的热防护作用，尤其是植酸钝化的多重无机壳体为十溴二苯乙烷提供了比传统聚合物和无机壁材更坚固致密的无机包覆层，可更有效地保护被包覆的十溴二苯乙烷，显著提高其热分解温度。因此，所包覆的十溴二苯乙烷可获得更优异的热稳定性。[0019]（2）由于在包覆国产十溴二苯乙烷的壁材中引入大量含磷材料，磷元素的引入可在阻燃聚乙烯复合物燃烧过程中与十溴二苯乙烷产生阻燃协效性，促进聚乙烯复合物燃烧物表面绸密炭层的形成，有效提高阻燃聚合物燃烧过程中表面炭层的致密性和结构稳定性，从而阻止燃烧物内部与氧气接触，使阻燃剂发挥增效的阻燃作用，从而更有效提高聚乙烯的阻燃性能。[0020]（3）通过在国产十溴二苯乙烷最外包覆层中引入具有介孔结构的磷酸氢锆，由于磷酸氢锆有较大的比表面积，其表面电荷密度大，且呈现稳定的层状结构，富含OH 基团，可以发生离子交换反应，且离子交换容量较大，可在阻燃塑料热加工过程中国产十溴二苯乙烷分解产生的溴离子及其它小分子产物产生较大吸附，不仅避免了热分解产物所造成的材料黄变，同时还能保持溴系阻燃剂原本的溴素含量，从而实现阻燃增效的作用。[0021]（4）设计了与聚乙烯相容性好、阻燃剂粉体分散性好的母粒配方，并通过密炼机在低温下长时间混炼获得阻燃功能母粒，使阻燃剂粉体即取得了优异预分散效果，又避免了高温热机械加工所导致的溴系阻燃剂分解，从而在后续的聚乙烯双螺杆熔融挤出改性加工中，获得更好的分散效果和优势的阻燃性能；同时，减少了直接与阻燃剂粉体共混造成的物理机械性能损失，从而取得一举两得的改性效果。[0022]（5）本发明的阻燃增效功能母粒与传统塑料阻燃功能母粒相比，提高了国产溴系阻燃剂的热稳定性和流动分散性，从而提升阻燃效率，能够以更少的母粒添加量取得与传统阻燃功能母粒相同的阻燃效果，并可有效降低改性聚乙烯复合材料的力学性能损失。[0023]（6）本发明所制备的聚乙烯改性专用阻燃功能母粒，即可与用于低密度或高密度聚乙烯的双螺杆熔融挤出功能化改性，亦可将其按一定配比与聚乙烯树脂简单混合后直接应用于制品的注塑成型。还可根据客户不同的性能要求灵活调配阻燃增效功能母粒与其它功能母粒的组合方式及其与树脂原料的配比，来调整其性能和成本，快速、简便地达到产品目标要求，实践塑料改性配方与加工工艺最优化设计理念。具体实施方式
[0024]下面的实施例可以使本专业技术人员更全面地理解本发明，但是这些实施例不是对本发明保护范围的限制。此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。[0025]实施例1
一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒，原料质量配比如下：
多重复合包覆十溴二苯乙烷70.0 kg三氧化二锑15.0 kgPOE13.0 kg苯乙烯–丙烯腈共聚物包覆聚四氟乙烯1.0 kg
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硬酯酸700.0 g乙撑双硬脂酰胺300.0 g上述功能母粒的制备方法如下：按上述质量配比要求称取所有原料，并将其投入高速混合器内混合均匀，然后转移至密炼机内进行热混炼，密炼机的混炼温度为125℃，混炼时间为16分钟，然后将所得到团状共混物，通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，经融熔挤出并造粒，获得所述阻燃增效功能母粒；单螺杆挤出机的螺杆转速为170转／分钟，机筒温度分段控制在150～160℃。
[0026]上述功能母粒中所使用的多重复合包覆十溴二苯乙烷的制备方法如下：
向带搅拌和控温装置的搪瓷反应釜内加入250 L无水乙醇、150 kg十溴二苯乙烷、7 kg铝溶胶、1 kg氧化锌溶胶，搅拌均匀并加至40℃，然后均速滴加质量百分比含量为10.0 wt.%的氨水，并将反应液pH值控制在7.5～8.5，促使铝溶胶和氧化锌溶胶发生溶胶－凝胶反应，滴加完成后，继续搅拌4 h后结束反应；然后用清水洗涤、过滤，在110℃烘箱内干燥8小时，得到锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷。在另外一个玻璃容器内，将4 kg植酸溶于8 L去离子水中，配置成浓度为0.5 g/ml的溶液，将150 kg所获锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷和250 L异丙醇投入到搪瓷反应釜内，搅拌均匀并加至30℃；并将其均匀滴加到搪瓷反应釜内，在30℃下搅拌均匀，然后均速滴加所配置的植酸水溶液，使植酸与包覆十溴二苯乙烷的锌离子掺杂氢氧化铝外壳发生钝化反应，继续搅拌2 h后，加入5 kg磷酸氢锆粉体，在相同温度下搅拌3 h后停止反应，然后用清水洗涤、过滤，在110℃烘箱内干燥12 h，得到多重复合包覆十溴二苯乙烷。[0027]实施例2
一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒，原料质量配比如下：
多重复合包覆十溴二苯乙烷55.0 kg三氧化二锑30.0 kgPOE11.5 kg苯乙烯–丙烯腈共聚物包覆聚四氟乙烯2.0 kg油酸酰胺1.0 kg聚乙烯蜡500.0 g上述功能母粒的制备方法如下：按上述质量配比要求称取所有原料，并将其投入高速混合器内混合均匀，然后转移至密炼机内进行热混炼，密炼机的混炼温度为110℃，混炼时间为20分钟，然后将所得到团状共混物，通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，经融熔挤出并造粒，获得所述阻燃增效功能母粒；单螺杆挤出机的螺杆转速为160转／分钟，机筒温度分段控制在150～160℃。
[0028]上述功能母粒中所使用的多重复合包覆十溴二苯乙烷的制备方法如下：
向带搅拌和控温装置的搪瓷反应釜内加入250 L无水乙醇、150 kg十溴二苯乙烷、8 kg铝溶胶、1.5 kg氧化锌溶胶，搅拌均匀并加至35℃，然后均速滴加质量百分比含量为11.0 wt.%的氨水，并将反应液pH值控制在7.5～8.5，促使铝溶胶和氧化锌溶胶发生溶胶－凝胶反应，滴加完成后，继续搅拌3.5 h后结束反应；然后用清水洗涤、过滤，在120℃烘箱内干燥9 h，得到锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷。在另外一个玻璃容器内，将3.6 kg植酸溶于9 L去离子水中，配置成浓度为0.4 g/ml的溶液，将150 kg所获锌离子掺杂氢氧化铝包
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覆十溴二苯乙烷和250 L异丙醇投入到搪瓷反应釜内，搅拌均匀并加至30℃；并将其均匀滴加到搪瓷反应釜内，在30℃下搅拌均匀，然后均速滴加所配置的植酸水溶液，使植酸与包覆十溴二苯乙烷的锌离子掺杂氢氧化铝外壳发生钝化反应，继续搅拌2 h后，加入4.5 kg磷酸氢锆粉体，在相同温度下搅拌2.5 h后停止反应，然后用清水洗涤、过滤，在115℃烘箱内干燥12 h，得到多重复合包覆十溴二苯乙烷。[0029]实施例3
一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒，原料质量配比如下：
多重复合包覆十溴二苯乙烷70.0 kg三氧化二锑15.0 kgPOE12.5 kg苯乙烯–丙烯腈共聚物包覆聚四氟乙烯1.5 kg硬酯酸锌700.0 g聚二甲基硅氧烷300.0 g上述功能母粒的制备方法如下：按上述质量配比要求称取所有原料，并将其投入高速混合器内混合均匀后转移至密炼机内进行热混炼，密炼机的混炼温度为100℃，混炼时间为20分钟，然后将所得到团状共混物，通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，经融熔挤出并造粒，获得所述阻燃增效功能母粒；单螺杆挤出机的螺杆转速为150转／分钟，机筒温度分段控制在150～160℃。
[0030]上述功能母粒中所使用的多重复合包覆十溴二苯乙烷的制备方法如下：
向带搅拌和控温装置的搪瓷反应釜内加入250 L无水乙醇、150 kg十溴二苯乙烷、9 kg铝溶胶、2 kg氧化锌溶胶，搅拌均匀并加至38℃，然后均速滴加质量百分比含量为12.5 wt.%的氨水，并将反应液pH值控制在7.5～8.5，促使铝溶胶和氧化锌溶胶发生溶胶－凝胶反应，滴加完成后，继续搅拌4 h后结束反应；然后用清水洗涤、过滤，在115℃烘箱内干燥10 h，得到锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷。在另外一个玻璃容器内，将3 kg植酸溶于6 L去离子水中，配置成浓度为0.5 g/ml的溶液，将150 kg所获锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷和250 L正丙醇投入到搪瓷反应釜内，搅拌均匀并加至35℃；并将其均匀滴加到搪瓷反应釜内，在35℃下搅拌均匀，然后均速滴加所配置的植酸水溶液，使植酸与包覆十溴二苯乙烷的锌离子掺杂氢氧化铝外壳发生钝化反应，继续搅拌1.5 h后，加入5 kg磷酸氢锆粉体，在相同温度下搅拌3 h后停止反应，然后用清水洗涤、过滤，在110℃烘箱内干燥12 h，得到多重复合包覆十溴二苯乙烷。[0031]实施例4
一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒，原料质量配比如下：
多重复合包覆十溴二苯乙烷60.0 kg三氧化二锑25.0 kgPOE12.0 kg苯乙烯–丙烯腈共聚物包覆聚四氟乙烯1.5 kg硬酯酸钙1.0 kg乙撑双硬脂酰胺500.0 g上述功能母粒的制备方法如下：按上述质量配比要求称取所有原料，并将其投入高速
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混合器内混合均匀后转移至密炼机内进行热混炼，密炼机的混炼温度为120℃，混炼时间为17分钟，然后将所得到团状共混物，通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，经融熔挤出并造粒，获得所述阻燃增效功能母粒；单螺杆挤出机的螺杆转速为185转／分钟，机筒温度分段控制在150～160℃。
[0032]上述功能母粒中所使用的多重复合包覆十溴二苯乙烷的制备方法如下：
向带搅拌和控温装置的搪瓷反应釜内加入250 L无水乙醇、150 kg十溴二苯乙烷、7.5 kg铝溶胶、2 kg氧化锌溶胶，搅拌均匀并加至35℃，然后均速滴加质量百分比含量为12.0 wt.%的氨水，并将反应液pH值控制在7.5～8.5，促使铝溶胶和氧化锌溶胶发生溶胶－凝胶反应，滴加完成后，继续搅拌4 h后结束反应；然后用清水洗涤、过滤，在120℃烘箱内干燥9小时，得到锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷。在另外一个玻璃容器内，将4.5 kg植酸溶于9 L去离子水中，配置成浓度为0.5 g/ml的溶液，将150 kg所获锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷和250 L异丁醇投入到搪瓷反应釜内，搅拌均匀并加至30℃；并将其均匀滴加到搪瓷反应釜内，在30℃下搅拌均匀，然后均速滴加所配置的植酸水溶液，使植酸与包覆十溴二苯乙烷的锌离子掺杂氢氧化铝外壳发生钝化反应，继续搅拌1.5 h后，加入4.5 kg磷酸氢锆粉体，在相同温度下搅拌2.5 h后停止反应，然后用清水洗涤、过滤，在120℃烘箱内干燥11 h，得到多重复合包覆十溴二苯乙烷。[0033]实施例5
一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒，原料质量配比如下：
多重复合包覆十溴二苯乙烷60.0 kg三氧化二锑26.0 kgPOE11.5 kg苯乙烯–丙烯腈共聚物包覆聚四氟乙烯1.0 kg油酸酰胺1.0 kg聚二甲基硅氧烷500.0 g上述功能母粒的制备方法如下：按上述质量配比要求称取所有原料，并将其投入高速混合器内混合均匀后转移至密炼机内进行热混炼，密炼机的混炼温度为100℃，混炼时间为20分钟，然后将所得到团状共混物，通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，经融熔挤出并造粒，获得所述阻燃增效功能母粒；单螺杆挤出机的螺杆转速为150转／分钟，机筒温度分段控制在150～160℃。
[0034]上述功能母粒中所使用的多重复合包覆十溴二苯乙烷的制备方法如下：
向带搅拌和控温装置的搪瓷反应釜内加入250 L无水乙醇、150 kg十溴二苯乙烷、8.5 kg铝溶胶、1.5 kg氧化锌溶胶，搅拌均匀并加至35℃，然后均速滴加质量百分比含量为11.5 wt.%的氨水，并将反应液pH值控制在7.5～8.5，促使铝溶胶和氧化锌溶胶发生溶胶－凝胶反应，滴加完成后，继续搅拌3 h后结束反应；然后用清水洗涤、过滤，在120℃烘箱内干燥10小时，得到锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷。在另外一个玻璃容器内，将3.2 kg植酸溶于8 L去离子水中，配置成浓度为0.4 g/ml的溶液，将150 kg所获锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷和250 正丁醇投入到搪瓷反应釜内，搅拌均匀并加至35℃；并将其均匀滴加到搪瓷反应釜内，在35℃下搅拌均匀，然后均速滴加所配置的植酸水溶液，使植酸与包覆十溴二苯乙烷的锌离子掺杂氢氧化铝外壳发生钝化反应，继续搅拌2 h后，加入5 kg磷酸氢
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锆粉体，在相同温度下搅拌3 h后停止反应，然后用清水洗涤、过滤，在120℃烘箱内干燥12 h，得到多重复合包覆十溴二苯乙烷。[0035]实施例6
一种聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒，原料质量配比如下：
多重复合包覆十溴二苯乙烷64.0 kg三氧化二锑22.0 kgPOE11.5 kg苯乙烯–丙烯腈共聚物包覆聚四氟乙烯1.3 kg硬酯酸锌800.0 g乙撑双硬脂酰胺400.0 g上述功能母粒的制备方法如下：按上述质量配比要求称取所有原料，并将其投入高速混合器内混合均匀后转移至密炼机内进行热混炼，密炼机的混炼温度为125℃，混炼时间为18分钟，然后将所得到团状共混物，通过锥形喂料机喂入单螺杆挤出机，经融熔挤出并造粒，获得所述阻燃增效功能母粒；单螺杆挤出机的螺杆转速为160转／分钟，机筒温度分段控制在150～160℃。
[0036]上述功能母粒中所使用的多重复合包覆十溴二苯乙烷的制备方法如下：
向带搅拌和控温装置的搪瓷反应釜内加入250 L无水乙醇、150 kg十溴二苯乙烷、7 kg铝溶胶、1.5 kg氧化锌溶胶，搅拌均匀并加至40℃，然后均速滴加质量百分比含量为10.5 wt.%的氨水，并将反应液pH值控制在7.5～8.5，促使铝溶胶和氧化锌溶胶发生溶胶－凝胶反应，滴加完成后，继续搅拌3.5 h后结束反应；然后用清水洗涤、过滤，在115℃烘箱内干燥8小时，得到锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷。在另外一个玻璃容器内，将3.5 kg植酸溶于7 L去离子水中，配置成浓度为0.5 g/ml的溶液，将150 kg所获锌离子掺杂氢氧化铝包覆十溴二苯乙烷和250 L异丙醇投入到搪瓷反应釜内，搅拌均匀并加至32℃；并将其均匀滴加到搪瓷反应釜内，在32℃下搅拌均匀，然后均速滴加所配置的植酸水溶液，使植酸与包覆十溴二苯乙烷的锌离子掺杂氢氧化铝外壳发生钝化反应，继续搅拌1.5 h后，加入4 kg磷酸氢锆粉体，在相同温度下搅拌3 h后停止反应，然后用清水洗涤、过滤，在110℃烘箱内干燥12 h，得到多重复合包覆十溴二苯乙烷。
[0037]为验证本发明所制备阻燃增效功能母粒对聚乙烯的改性效果，将实施例1–6所制备的阻燃增效功能母粒按25 wt.%的质量百分比与聚乙烯树脂混合，经双螺杆挤出机共混挤出造料，再注射成型燃烧测试样条，然后进行阻燃性能检测。与此同时，按照实施例1–6中所获功能母粒相同组分及配比，但采用相同牌号但未经包覆的十溴二苯乙烷为主体阻燃剂，经相同工艺制备成阻燃功能母粒作为对照例1–6，再将其按相同质量百分比与聚乙烯树脂混合、并经双螺杆挤出机共混加工后注塑成型测试样条，对其阻燃性能进行检测。所有性能测试结果如表1所示。
[0038]通过对表1中数据的参考表明，在组分及配比完全相同情况下，采用本发明实施例所制备聚乙烯改性专用阻燃增效功能母粒来改性的聚乙烯复合物，其阻燃性和耐黄变性能，要明显优于采用未经包覆十溴二苯乙烷所制备阻燃功能母粒改性的聚乙烯复合物。此外，从流动性螺旋线长度测试结果也发现，本发明实施例所改性的聚乙烯复合物，其流动性明显较对比照例要高。由此可见，利用本发明的阻燃增效功能母粒，极大地提高了国产溴系
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阻燃剂对聚乙烯树脂的阻燃改性效果、有效克服了其耐黄变性能差的缺陷，提高了改性聚乙烯复合物的熔体流动性并增强其加工性能，提升了产品的外观质量，从而为提升国产溴系阻燃剂使用可靠性、实现塑料改性绿色加工的可持续化发展理念做出了贡献。[0039]表1为实施例1–6所制备功能母粒与相同配方但采用未经包覆十溴二苯乙 烷所制备功能母粒所改性的聚乙烯复合物的性能对照
表1
综上所述：
采用化学结构稳定、材质致密的有机高分子或无机材料作为壁材，通过化 学反应方法对溴系阻燃剂进行包覆，即可有效保护被包覆的溴系阻燃剂免受外 界光、氧、水等外界环境的不良影响，又可在与塑料共混热机械加工过程中隔 绝其与树脂及其它添加剂之间相互摩擦、延缓其热分解。由此可见，采用惰性 材料包覆阻燃剂的方法是有效改善国产溴系阻燃剂品质及应用效果的简易而有 效的途径。
[0040]通过塑料功能母粒的方式来制备改性塑料，即首先利用密炼机的低温和长时间捏合功效，将不耐温的溴系阻燃剂及其它助剂、低堆积密度难喂料的阻燃协效剂粉体、易吸水助剂、液体和胶体助剂等混合并分散均匀，然后再经单螺杆挤出机挤出造粒，制备成含有高浓度阻燃剂的阻燃功能母粒。在塑料阻燃改性加工实施过程中，将阻燃功能母粒与塑料原料通过双螺杆挤出机实施熔融共混和挤出造粒，不但能更有效提高溴系阻燃剂及阻燃协效剂在树脂基体中的分散性，增强了阻燃效果，消除溴系阻燃剂与阻燃协效剂直接相互摩擦生热造成的材料黄变，还能够减少加工车间的粉尘污染。正是这些综合技术优势，使得采用阻燃功能母粒来制备阻燃改性塑料的方法成为当前塑料阻燃改性技术发展领域的一项重要措施，也是实现改性塑料绿色加工的重要途径之一。[0041]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
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