【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于阻燃复合材料领域，具体涉及一种本征型阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、聚烯烃的原料丰富、价格低廉、容易加工成型、综合性能优良，因此是一类产量最大，应用十分广泛的高分子材料。聚烯烃中以聚乙烯、聚丙烯产品最为重要，主要品种有聚乙烯以及以乙烯为基础的一些共聚物，如乙烯-醋酸乙烯共聚物，乙烯-丙烯酸或丙烯酸酯的共聚物，还有聚丙烯和一些丙烯共聚物、聚1-丁烯、聚4-甲基-1-戊烯、环烯烃聚合物等，广泛应用于制造光学仪器、化学和医疗器具、电子器件和绝缘材料、气体分离膜和包装材料、纤维等领域。然而，聚烯烃材料易燃性和耐久性差的特点，阻碍了其在某些领域的应用。聚烯烃材料服役过程中会面对各种特殊服役环境，在复杂的环境因素(高温、光照、雨水、风沙、振动等)耦合作用下，材料性能逐步劣化，材料中添加的阻燃剂与其它助剂还会发生迁移析出，直接引发材料的机械和阻燃性能下降，导致聚烯烃材料的安全服役性能和使用寿命下降。因此，设计并制备本征型阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料具有广阔的发展前景。
2、聚烯烃常用的抗氧化剂可分为主抗氧化剂和辅助抗氧化剂。主抗氧化剂，被称为自由基清除剂，通常是被阻断的酚类或芳香族胺，它们通过提供一个氢原子来抑制氧化，与聚合物竞争形成过氧化物自由基。辅助抗氧化剂通常是硫、磷和含苯环的化合物，它们可以分解氧化过程中的中间物过氧化物，并再生辅助抗氧化剂。当同时使用主抗氧化剂和辅助抗氧化剂，二者之间经常发生协同作用。抗氧化剂在材料使用过程中最终被消耗，要么是由于抗氧化活性造成的化学损失，要么是由于
3、由于含磷化合物是一类优异的阻燃剂，含低价态磷的物质是作为氢过氧化物分解剂，它能将高分子材料释放的氢过氧化物还原为醇，而自身则被氧化成磷酸酯，如亚磷酸酯常用作无卤阻燃抗氧剂。9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(dopo，磷为+1价态)和二苯基次膦酰氯(dc，磷为+1价态)是一种新型阻燃剂中间体，富含苯环结构的蒽甲酸(aca)，不但能有效清除物质体内自由基，起到抗氧化的作用，同时具有一定的阻燃作用。然而，含低价磷阻燃剂主要通过气相阻燃机理提高阻燃性能，且未有关于+1价态含磷阻燃剂和多苯环化合物接枝在聚烯烃主链的阻燃与抗氧化研究报道。因此，将含+1价态磷元素的dopo和dc以及含多苯环结构的蒽甲酸应用于聚烯烃复合材料的阻燃抗氧化研究具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、为了解决聚烯烃材料阻燃和热老化性能不佳的技术问题，本专利技术提供了一种本征型阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料及其制备方法。本专利技术方法不仅可以赋予聚烯烃复合材料良好的阻燃和抗氧化特性，同时还可以解决阻燃聚烯烃复合材料长期耐久性的问题。
2、本专利技术本征型阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其原料按质量份数构成如下：
3、聚烯烃34-82份，阻燃单元侧基接枝聚乙烯10-40份，无卤阻燃剂16-30份，交联剂1-2.5份。
4、进一步，聚烯烃、阻燃单元侧基接枝聚乙烯和无卤阻燃剂的总质量份数为100份。
5、所述聚烯烃选自聚乙烯、马来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯、马来酸酐接枝聚丙烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物、马来酸酐接枝乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚乙烯－辛烯共聚物、马来酸酐接枝聚乙烯－辛烯共聚物、三元乙丙橡胶、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物或马来酸酐接枝氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种按任意比例混合。
6、所述无卤阻燃剂选自聚磷酸铵、焦磷酸哌嗪、氢氧化镁、氢氧化铝、水滑石、三聚氰胺磷酸盐、三聚氰胺聚磷酸盐、三聚氰胺氰尿酸盐、季戊四醇、次磷酸铝、次膦酸铝、可膨胀石墨、硼酸锌、石墨烯、过渡金属二硫化物、碳纳米管、埃洛石、海泡石、高岭土中的一种或多种按任意比例混合。
7、所述交联剂选自过氧化二异丙苯、三聚氰酸三烯丙酯、三聚异氰尿酸三烯丙酯，三甲基丙烯酸三羟甲基丙酯、三丙烯酸三羟甲基酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯中的一种或几种按任意比例混合。
8、所述阻燃单元侧基接枝聚乙烯是由eva水解接枝含有阻燃结构单元的阻燃剂构成。
9、所述含有阻燃结构单元的阻燃剂为含磷或者苯环结构的阻燃剂，接枝量为15-35％。
10、所述含有阻燃结构单元的阻燃剂选自9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(dopo)、二苯基次膦酰氯(dc)或蒽甲酸(aca)等。对应结构式如下所示：
11、
12、所述阻燃单元侧基接枝聚乙烯通过包括如下步骤的方法制备获得：
13、步骤1：将eva加入溶剂中搅拌，并升温至40℃，待eva完全溶解后，加入氢氧化钠乙醇溶液并在此温度下搅拌2-5h进行水解，之后加入盐酸溶液进行中和反应5-10min；反应结束后，将反应液倒入蒸馏水中不断搅拌直至沉淀全部析出，过滤洗涤，将沉淀剪碎放入80℃烘箱干燥12h，得到eva-oh产物。
14、步骤2：eva-oh接枝含有阻燃结构单元的阻燃剂，包括如下三种方式：
15、方式一：将eva-oh加入溶剂中搅拌，并升温至40℃，待eva-oh完全溶解后，向体系中加入二苯基次膦酰氯，通氮气搅拌12h，无水甲醇洗涤干燥，得到阻燃单元侧基dc接枝聚乙烯(eva-dc)。
16、方式二：将eva-oh加入溶剂中搅拌，并升温至40℃，待eva-oh完全溶解后，将蒽甲酰氯aca-cl滴加到上述溶液中，通氮气搅拌12h，无水甲醇洗涤干燥，得到阻燃单元侧基aca接枝聚乙烯(eva-aca)。
17、其中蒽甲酰氯通过如下方法制备获得：以蒽甲酸为原料，将二氯亚砜与溶剂加入到反应体系中，在氮气氛围中升温至40-60℃反应；反应结束后降至室温，旋蒸回收溶剂，得到粘稠液体产品，即为蒽甲酰氯aca-cl。
18、方式三：将eva-oh和dopo加入溶剂中搅拌，并升温至40℃，待eva-oh和dopo完全溶解后，将四氯化碳滴加到上述溶液中，通氮气搅拌12h，无水甲醇洗涤干燥，得到阻燃单元侧基dopo接枝聚乙烯(eva-dopo)。
19、采用方式一路线，各原料按质量份数构成如下：
20、eva(va含量20％-50％)65-85份，乙醇50-200份，氢氧化钠0.5-1.5份，1mol/l hcl溶液50-100份，溶剂200-300份，二苯基次膦酰氯15-35份。
21、采用方式二路线，各原料按质量份数构成如下：
22、eva(va含量20％-50％)65-85份，乙醇本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种本征型阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于其原料按质量份数构成如下：
2.根据权利要求1所述的本征型阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的本征型阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的本征型阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的本征型阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于所述阻燃单元侧基接枝聚乙烯通过包括如下步骤的方法制备获得：
6.根据权利要求4所述的本征型阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于所述阻燃单元侧基接枝聚乙烯通过包括如下步骤的方法制备获得：
7.根据权利要求4所述的本征型阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于所述阻燃单元侧基接枝聚乙烯通过包括如下步骤的方法制备获得：
8.权利要求1-7中任一项所述本征型阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征
...【技术特征摘要】
1.一种本征型阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于其原料按质量份数构成如下：
2.根据权利要求1所述的本征型阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的本征型阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的本征型阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的本征型阻燃抗氧化交联聚烯烃复合材料，其特征在于所述阻燃单元侧基接枝聚乙烯通过包括如下步骤的方法制备获得：
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱敏，汪碧波，胡源，宋磊，贾鹏飞，赵讷言，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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