(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211121837.2 (22)申请日 2022.09.15 (71)申请人 扬州工业职业 技术学院 地址 225000 江苏省扬州市邗江区汊河街 道扬州工业职业 技术学院 (72)发明人 谢伟　李瑞　 (74)专利代理 机构 北京远大卓悦知识产权代理 有限公司 1 1369 专利代理师 靳浩 (51)Int.Cl. C08L 23/12(2006.01) C08L 67/02(2006.01) C08K 9/12(2006.01) C08K 9/10(2006.01) C08K 9/06(2006.01)C08K 7/26(2006.01) C08K 3/22(2006.01) C08K 3/04(2006.01) C08K 9/02(2006.01) (54)发明名称 一种无卤阻燃导电聚丙烯材 料 (57)摘要 本发明公开了一种无卤阻燃导电聚丙烯材 料， 包括按重量份计的如下原料组分： 聚丙烯树 脂80‑100份； 阻燃导电协效剂7 ‑26份； 导电炭黑 0.5‑4份； 增韧剂5 ‑16份； 分散助 剂0.4‑5份； 抗氧 剂0.5‑3份； 润滑剂1 ‑6份。 本发明提供的无卤阻 燃导电聚丙烯材料具有优异的阻燃性能， 且导电 性能良好， 机械强度高， 能够满足更多应用场景 的需求； 本发 明中的阻燃导电协效剂为碳纳米管 与功能化介孔二氧化硅接枝形成的复合结构， 其 中， 功能化介孔二氧化硅为单核、 双层包覆的结 构， 其能够提高聚丙烯材料的阻燃性能、 改善聚 丙烯材料的导电性能、 提升聚丙烯材料强度和耐 高温性能。 权利要求书3页 说明书16页 CN 115286871 A 2022.11.04 CN 115286871 A 1.一种无卤阻燃导电聚丙烯材 料， 其特征在于， 包括按重量份 计的如下原料组分： 其中， 所述阻燃导电协效剂为碳纳米管与功能化介孔二氧化硅的复合物， 所述功能化 介孔二氧化硅具有核壳结构， 包括内核的介孔二氧化硅纳米微球、 负载于介孔二氧化硅纳 米微球上的无机阻燃剂、 包覆在介孔二氧化硅纳米微球上的氢氧化铝膜层以及 包覆在最外 层的树脂层。 2.根据权利要求1所述的无卤阻燃导电聚丙烯材料， 其特征在于， 所述无机阻燃剂为氢 氧化镁。 3.根据权利要求2所述的无卤阻燃导电聚丙烯材料， 其特征在于， 所述阻燃导电协效剂 通过以下 方法制备 得到： 1)制备介孔SiO2纳米微球， 并进行扩孔处 理， 得到前驱体MS； 2)在介孔SiO2纳米微球上负载 氢氧化镁阻燃剂， 得到中间体Mg ‑MS； 3)在中间体Mg ‑MS上包覆氢 氧化铝膜层， 得到中间体Al@Mg ‑MS； 4)采用硅烷偶联剂对中间体Al@Mg ‑MS进行表面改性处 理； 5)在表面改性后的Al@Mg ‑MS上包覆硼酚醛树脂， 得到功能化介孔二氧化硅P f@Al@Mg‑ MS； 6)将功能化介孔二氧化硅Pf@Al@Mg ‑MS接枝到碳纳米管上， 得到碳纳米管与功能化介 孔二氧化硅的复合物CTN ‑Pf@Al@Mg ‑MS， 即所述阻燃导电协效剂。 4.根据权利要求3所述的无卤阻燃导电聚丙烯材料， 其特征在于， 所述步骤1)具体包 括： 1‑1)制备介孔SiO2纳米微球： 将十六烷基三甲基溴化铵溶于去离子水中， 再加入NaOH溶液， 搅拌均匀； 然后逐滴加入 正硅酸乙酯， 在60 ‑85℃下反应2 ‑6h， 85‑110℃下密封陈化12 ‑48h， 过滤， 固体产物洗涤， 真 空干燥， 得到介孔SiO2纳米微球； 1‑2)进行扩孔处 理： 将所述步骤1 ‑1)制得的介孔Si O2纳米微球加入复盐溶液中， 得到的混合物于120 ‑175℃ 加热0.5‑3h； 然后升温至320 ‑460℃， 焙烧2 ‑4h， 冷却后用去离子水清洗， 烘干， 得到扩孔后 的介孔SiO2纳米微球， 即前驱体MS； 其中， 复盐溶液通过将NaCl、 LiCl、 KNO3的混合物溶于去离子水中配制得到， 且NaCl、 LiCl、 KNO3的质量分数依次为12 ‑22％、 4‑15％、 2‑10％。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115286871 A 25.根据权利要求3所述的无卤阻燃导电聚丙烯材料， 其特征在于， 所述步骤2)具体包 括： 2‑1)将硝酸镁加入到去离 子水中， 搅拌溶解， 得到镁盐溶 液； 2‑2)将步骤1)制备的前驱体MS加入到镁盐溶 液中， 超声15 ‑45min； 2‑3)于搅拌下向步骤2 ‑2)的产物中滴加过量的NaOH溶液， 直至沉淀完全， 抽滤， 固体产 物用去离 子水洗涤至中性， 80 ‑110℃下真空烘干 6‑24h， 得到中间体Mg ‑MS。 6.根据权利要求3所述的无卤阻燃导电聚丙烯材料， 其特征在于， 所述步骤3)具体包 括： 3‑1)将硝酸铝加入到去离 子水中， 搅拌， 得到铝盐溶 液； 3‑2)将步骤2)得到中间体Mg ‑MS加入到铝盐溶 液中， 超声分散20 ‑60min； 3‑3)于持续搅拌下向步骤3 ‑2)得到的产物中加入NaOH溶液， 60 ‑75℃下搅拌反应1 ‑4h， 离心， 固体产物用去离子水、 乙醇依次洗涤， 80 ‑120℃下真空干燥6 ‑24h， 得到中间体Al@Mg ‑ MS。 7.根据权利要求3所述的无卤阻燃导电聚丙烯材料， 其特征在于， 所述步骤4)具体包 括： 4‑1)将步骤3)制得的中间体Al@Mg ‑MS加入到甲苯中， 超声10 ‑30min； 4‑2)N2保护下， 向步骤4 ‑1)得到的产物中滴加KH ‑570的甲苯溶液， 85 ‑110℃下回流12 ‑ 36小时； 4‑3)反应结束后离心， 固体产物用乙醇和去离子水洗涤， 70 ‑110℃下真空干燥6 ‑24h， 得到表面改性后的Al@Mg ‑MS。 8.根据权利要求3所述的无卤阻燃导电聚丙烯材料， 其特征在于， 所述步骤5)具体包 括： 5‑1)将步骤4)得到的表面改性后的Al@Mg ‑MS加入含乙醇的去离子水中， 然后加入十六 烷基三甲基溴化铵， 超声5 ‑30min， 得到分散体； 5‑2)将双酚F、 硼酸、 草 酸加入到甲苯中， 搅拌10 ‑30min； 5‑3)将步骤5 ‑1)得到的分散体于持续搅拌下加入到步骤5 ‑2)得到的混合物中， 加热至 95‑150℃， 反应15 ‑60min， 然后升温至15 5‑190℃， 反应0.5 ‑4h； 5‑4)降温至60 ‑80℃， 然后加入聚甲醛， 升温至105 ‑140℃， 反应0.5 ‑3h， 离心， 固体产物 用去离子水和乙醇依次洗涤， 60 ‑90℃真空干燥4 ‑12h， 得到功能化介孔二氧化硅Pf@Al@Mg ‑ MS。 9.根据权利要求3所述的无卤阻燃导电聚丙烯材料， 其特征在于， 所述步骤6)具体包 括： 6‑1)制备羧基化 碳纳米管： 6‑1‑1)将碳纳米管、 质量分数98％的浓硫酸、 质量分数38％的浓盐酸混合， 40 ‑65℃下 超声3‑10h； 6‑1‑2)反应结束后冷却至室温后， 去离子水稀释， 离心， 固体产物用去离子水和乙醇清 洗至pH为5‑6； 80‑120℃下真空干燥6 ‑24h， 磨粉， 得到羧基化 碳纳米管； 6‑2)在羧基化 碳纳米管 上接枝功能化介孔 二氧化硅： 6‑2‑1)将步骤6 ‑1)制得的羧基化碳纳米管加入到DMF溶液中， 超声振荡15 ‑60min， 得到权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115286871 A 3