【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及阻燃剂领域，具体地说是涉及一种低成本膨胀型阻燃剂组合物，以及含有该阻燃剂组合物的阻燃聚烯烃树脂组合物。
技术介绍
1、聚烯烃膨胀型阻燃剂因具有无卤、阻燃效率高、燃烧时低烟、低毒、无熔滴等优点而被认为是一种极具发展潜力的绿色阻燃剂。膨胀型阻燃剂通常由酸源(脱水剂)、炭源(成炭剂)和气源(发泡剂)三种组分组成。其作用原理是材料燃烧时，含磷阻燃剂同时燃烧生成具有脱水作用的燃烧产物，在体系中脱水成炭，与此同时气源产生惰性气体成为发泡剂，于材料表面形成致密的多孔炭层。该炭层具有隔热隔氧作用，既可阻止内层高聚物的进一步降解及可燃物向表面的释放，又可阻止热源向高聚物的传递以及隔绝氧源，从而有效阻止火焰的蔓延和传播，达到阻燃的目的。
2、目前使用的膨胀型阻燃剂主要是以聚磷酸铵为酸源复配三聚氰胺和成炭剂而成的。该类阻燃剂存在效果不理想，与基料相容性差，对聚合物的电性能、绝缘性能、机械性能等影响大，易迁移，水解稳定性和热稳定性差等问题。焦磷酸哌嗪基膨胀型阻燃剂是一类新型的阻燃剂组合物，与聚磷酸铵基阻燃剂组合物相比，它具有更好的阻燃作用、耐热稳定性和耐水析出性能，可广泛应用于聚丙烯、聚乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、环氧树脂和聚氨酯等材料。专利号cn201880042218.x中公开了一种阻燃剂组合物，主要由焦磷酸哌嗪盐、焦磷酸三聚氰胺盐和硅油组合而成，其中焦磷酸哌嗪盐与焦磷酸三聚氰胺盐的质量份数范围为90∶10～50∶50，即焦磷酸哌嗪盐的质量份不能低于50份。“杜玉莹.焦磷酸哌嗪基膨胀型阻燃剂对聚烯烃的阻燃作用研究.青岛科
3、按公知方法，如“赵震等.焦磷酸哌嗪的合成及表征.化工科技.2022,30(5):18～21”和“张玲玲等.聚磷酸三聚氰胺的合成.化工时刊.2013,27(11):14-17”所述，焦磷酸哌嗪盐是由磷酸与哌嗪先进行中和反应再经缩合脱水合成。类似地，焦磷酸三聚氰胺盐则是由磷酸与三聚氰胺先中和后脱水合成。由于合成两者的主要原料哌嗪的价格明显高于三聚氰胺，在实际应用的阻燃剂组合物中，如果焦磷酸哌嗪盐的比例高则意味着应用成本高，比如前面专利与论文所描述焦磷酸哌嗪盐的质量份不能低于50份。这预示着目前公开的阻燃剂配方体系中由于焦磷酸哌嗪盐的质量份较高，使用成本较高。
技术实现思路
1、基于上述技术问题，本专利技术提出一种低成本膨胀型阻燃剂组合物，该组合物可以提供良好的阻燃性，同时可以降低体系中焦磷酸哌嗪盐的质量份数，具有更低的应用成本。
2、本专利技术所采用的技术解决方案是：
3、一种低成本膨胀型阻燃剂组合物，该组合物含有(a)焦磷酸哌嗪盐、(b)焦磷酸三聚氰胺盐和(c)磷酸钙；
4、(a)成分和(b)成分与(c)成分之和的质量比[(a)成分]∶[(b)成分+(c)成分]为70∶30～30∶70。
5、上述阻燃剂组合物中，进一步优选(a)成分和(b)成分与(c)成分之和的质量比[(a)成分]∶[(b)成分+(c)成分]为65∶70～30∶70，更加优选50∶70～40∶70。
6、上述阻燃剂组合物中，(b)成分和(c)成分的质量比[(b)成分]∶[(c)成分]为60∶40～95∶5。进一步优选(b)成分和(c)成分的质量比[(b)成分]∶[(c)成分]为36∶19～35∶5，更加优选30∶10～40∶10。
7、上述阻燃剂组合物还含有(d)阻燃协效剂和(e)偶联剂；
8、相对于(a)成分、(b)成分、(c)成分的合计100质量份，含有0.01～20质量份的(d)成分，含有0.001～0.5质量份的(e)成分。
9、进一步优选，相对于(a)成分、(b)成分、(c)成分的合计100质量份，含有5～15质量份的(d)成分，含有0.2～0.3质量份的(e)成分。
10、上述阻燃剂组合物中，(d)成分为氧化钛、氧化铝、氧化镁、氧化锌、滑石、沸石、蒙脱石、三氧化锑、硼酸锌、水滑石、纳米蒙脱土、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或多种的组合。
11、上述阻燃剂组合物中，(e)成分为钛酸酯、甲基硅油和甲基含氢硅油中的一种或多种的组合。
12、上述阻燃剂组合物中，(c)成分可以在(b)成分合成时按设计比例加入，也可以在(a)成分、(b)成分混和粉碎时加入。
13、在明确各成分及用量的基础上，上述阻燃剂组合物可采用常规方式进行制备。
14、本专利技术还提供一种阻燃聚烯烃树脂组合物，其采用如上所述的低成本膨胀型阻燃剂组合物；且相对于阻燃聚烯烃树脂组合物100质量份，含有10～60质量份的阻燃剂组合物。
15、更加优选，在阻燃聚烯烃树脂组合物中含有15～45质量份的阻燃剂组合物。
16、进一步的，在阻燃聚烯烃树脂组合物中还添加有抗氧化剂、润滑剂和中和剂等。
17、本专利技术的有益技术效果是：
18、(1)本专利技术将廉价的磷酸钙引入到焦磷酸哌嗪盐与焦磷酸三聚氰胺盐组合中，可以明显提高阻燃剂组合物的阻燃效率；同时阻燃剂组合物中焦磷酸哌嗪盐的质量比例可以低于现有公开文献所公布的比例，从而降低阻燃剂组合物的成本。
19、(2)本专利技术阻燃剂组合物的阻燃效率可进一步通过与其它阻燃协效剂组合得到提高，并通过偶联剂改性增加阻燃剂组合物与高分子材料的相容性，从而进一步降低使用量，达到降低应用成本的目的。
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1.一种低成本膨胀型阻燃剂组合物，其特征在于：该组合物含有(A)焦磷酸哌嗪盐、(B)焦磷酸三聚氰胺盐和(C)磷酸钙；
2.根据权利要求1所述的一种低成本膨胀型阻燃剂组合物，其特征在于：(B)成分和(C)成分的质量比[(B)成分]∶[(C)成分]为60∶40～95∶5。
3.根据权利要求1或2所述的一种低成本膨胀型阻燃剂组合物，其特征在于：该组合物还含有(D)阻燃协效剂和(E)偶联剂；
4.根据权利要求3所述的一种低成本膨胀型阻燃剂组合物，其特征在于：(D)成分为氧化钛、氧化铝、氧化镁、氧化锌、滑石、沸石、蒙脱石、三氧化锑、硼酸锌、水滑石、纳米蒙脱土、氢氧化铝、氢氧化镁中的一种或多种的组合。
5.根据权利要求3所述的一种低成本膨胀型阻燃剂组合物，其特征在于：(E)成分为钛酸酯、甲基硅油和甲基含氢硅油中的一种或多种的组合。
6.根据权利要求1所述的一种低成本膨胀型阻燃剂组合物，其特征在于：(C)成分在(B)成分合成时按设计比例加入，或在(A)成分、(B)成分混和粉碎时加入。
7.一种阻燃聚烯烃树脂组合物，其特征在
...【技术特征摘要】
1.一种低成本膨胀型阻燃剂组合物，其特征在于：该组合物含有(a)焦磷酸哌嗪盐、(b)焦磷酸三聚氰胺盐和(c)磷酸钙；
2.根据权利要求1所述的一种低成本膨胀型阻燃剂组合物，其特征在于：(b)成分和(c)成分的质量比[(b)成分]∶[(c)成分]为60∶40～95∶5。
3.根据权利要求1或2所述的一种低成本膨胀型阻燃剂组合物，其特征在于：该组合物还含有(d)阻燃协效剂和(e)偶联剂；
4.根据权利要求3所述的一种低成本膨胀型阻燃剂组合物，其特征在于：(d)成分为氧化钛、氧化铝、氧化镁、氧化锌、滑石、沸石、蒙脱石、三氧化锑、硼酸...
【专利技术属性】
技术研发人员：王忠卫，李伟宁，薛庆忠，严招春，段好东，陈龙，武军，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：
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