一种协同阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法
阅读说明：本技术 一种协同阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 (Synergistic flame-retardant polypropylene composite material and preparation method thereof ) 是由 严小飞 赵志奎 祝成炎 戚栋明 于 2021-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种协同阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法,涉及改性聚丙烯材料技术领域,解决现有聚丙烯复合材料阻燃性较差、力学性能不佳以及制备成本较高技术问题,包含以下重量百分比的成分：热塑性聚丙烯树脂90％、磷腈阻燃剂0％～10％、协同阻燃剂0％～10％；本发明将热塑性聚丙烯树脂、磷腈阻燃剂、协同阻燃剂以不同的质量比混合均匀,通过熔融共混、挤出、造粒、烘干即得到磷腈阻燃剂与协同阻燃的热塑性复合材料；其氧指数可达到33.6％,阻燃等级达到UL-94的V-0等级,拉伸强度为31.8MPa；其中二维的MXene能够很好的协助磷腈阻燃剂,形成物理隔热碳层,阻止了树脂基的进一步氧化；由于二维的MXene材料具有优异的力学性能,还有助于提高复合材料的力学性能。(The invention discloses a synergistic flame-retardant polypropylene composite material and a preparation method thereof, relates to the technical field of modified polypropylene materials, solves the technical problems of poor flame retardance, poor mechanical property and high preparation cost of the existing polypropylene composite material, and comprises the following components in percentage by weight: 90% of thermoplastic polypropylene resin, 0% -10% of phosphazene flame retardant and 0% -10% of synergistic flame retardant; uniformly mixing thermoplastic polypropylene resin, a phosphazene flame retardant and a synergistic flame retardant in different mass ratios, and carrying out melt blending, extrusion, granulation and drying to obtain a phosphazene flame retardant and synergistic flame retardant thermoplastic composite material; the oxygen index can reach 33.6 percent, the flame retardant grade reaches the V-0 grade of UL-94, and the tensile strength is 31.8 MPa; the two-dimensional MXene can well assist the phosphazene flame retardant to form a physical heat insulation carbon layer, so that the resin base is prevented from being further oxidized; the two-dimensional MXene material has excellent mechanical property, and is favorable for improving the mechanical property of the composite material.)
技术领域
本发明涉及改性聚丙烯材料技术领域，更具体的是涉及一种协同阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术
聚丙烯因其良好的力学性能，较高的耐热性，化学性能好，电绝缘性好，几乎不吸水，成型加工性能好，而广泛的应用于汽车，建材，家电等领域，但是聚丙烯易燃，极大程度的限制了其应用，因此通过阻燃改性，可使其拥有更多的应用价值。
目前对于阻燃聚丙烯复合材料，其适用的阻燃剂有氢氧化镁、氢氧化铝、磷酸三酯、聚磷酸铵、八溴醚、磷酸三苯酯、六溴环十二烷、氮磷阻燃剂、硼酸锌、十溴二苯乙烷、包覆红磷、三异三聚氰酸酯等；而对于目前常用的卤素阻燃剂，虽然其拥有极好的阻燃性能，但是在其加工和燃烧过程成中会产生有毒气体，危害人体健康，所以更多的无卤阻燃剂被人们所研究；相反的对于磷腈阻燃剂，因为其天然的阻燃效果，其燃烧过程中没有有害气体的产生，而被广泛研究；对于PACP阻燃剂，虽然拥有很好的阻燃效果，但其添加量对材料的力学性能影响比较大；所以，通过添加其他阻燃体系，进行协同阻燃，减少PACP在阻燃复合材料中的使用比例。
MXene材料作为一种新型的二维材料，由于其具有高的长径比，出色的机械强度和刚度，因此通常用于增强聚合物材料的阻燃性和机械性能；同时MXene也具有良好的导电性、稳定性和丰富的表面官能团，对于其表面带有的羟基等极性官能团，可以显著的增强高分子材料；基于MXene二维的平面结构，一方面有助于增强材料的机械性能；另一方面有利于隔绝气体，从而使形成的碳层更厚和致密。
因此，将PACP与MXene以一定的质量比混合，一起加入到聚丙烯材料中，通过彼此的协同阻燃，从而在提高聚丙烯材料的阻燃性能的前提下减少PACP的用量；除此之外，还可以利用MXene提高复合材料的力学性能。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决现有聚丙烯复合材料阻燃性较差、力学性能不佳以及制成成本较高的问题，本发明提供一种协同阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法，通过将PACP与MXene以一定的质量比混合加入到聚丙烯材料中，从而使制备的聚丙烯复合材料不仅有优异的阻燃性能和力学性能，还可以俭省材料制备的成本。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种协同阻燃聚丙烯复合材料，由以下重量百分比的组分制备而成：磷睛阻燃剂0％～10％，协同阻燃剂0％～10％，其余为热塑性聚丙烯树脂。
进一步的，协同阻燃聚丙烯复合材料由以下重量百分比的组分制备而成：磷睛阻燃剂2％～8％，协同阻燃剂2％～8％，其余为热塑性聚丙烯树脂。
进一步的，协同阻燃聚丙烯复合材料由以下重量百分比的组分制备而成：磷睛阻燃剂4％，协同阻燃剂6％，其余为热塑性聚丙烯树脂。
进一步的，协同阻燃聚丙烯复合材料由以下重量百分比的组分制备而成：磷睛阻燃剂6％，协同阻燃剂4％，其余为热塑性聚丙烯树脂。
进一步的，磷腈阻燃剂是六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP。
进一步的，六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP的合成步骤如下：
步骤(1)、先将对羟基苯基醚溶于四氢呋喃中，然后加入氢氧化钠，待其溶解后用恒压滴液漏斗滴加环三磷腈/四氢呋喃溶液，滴加完毕后，升温至70℃～80℃反应20小时～30小时，反应结束后经抽滤、旋蒸、洗涤、烘干得到第一产物；其中，对羟基苯甲醚、四氢呋喃、氢氧化钠和环三磷腈/四氢呋喃溶液，这四种原料的质量体积比为2g～3g：15mL～25mL：0.9g～1.0g：1g/(4mL～5mL)；
步骤(2)、将步骤(1)制备的第一产物溶于二氯甲烷中，溶解完全后并用恒压滴液漏斗滴加三溴化硼/二氯甲烷溶液，滴加完毕后常温反应48小时～56小时，反应结束后经旋蒸、洗涤、烘干得到第二产物；其中，第一产物、二氯甲烷、三溴化硼/二氯甲烷溶液，这三者的质量体积比为1g：10mL～20mL：
(0.7mL～0.9mL)/(10mL～20mL)；
步骤(3)、将步骤(2)制备的第二产物溶于烯丙基溴/丙酮溶液中常温反应16小时～24小时，将所得反应液旋蒸、烘干得到所述六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP；其中，第二产物、烯丙基溴/丙酮溶液，这两者的质量体积比为1g：(0.9mL～1.0mL)/(30mL～50mL)。
进一步的，协同阻燃剂为MXene。
进一步的，协同阻燃剂为MXene的合成步骤如下：
步骤一、将LiF和浓度为10mol/L～15mol/L的HCl溶液中在室温下混合搅拌10min～20min，搅拌速率为10r/min～30r/min，再加入Ti3AlC2,升温至40℃～50℃后搅拌12小时～24小时，即可得到多层MXene；其中，LiF、HCl、Ti3AlC2这三者的质量体积比为1g：10mL～20mL：1g；
步骤二、将步骤一中得到的多层MXene在冰水浴下超声下震荡20min～40min，超声频率为40KHz～50KHz，即可得到单层MXene。
本发明的又一发明目的在于提供上述一种协同阻燃聚丙烯复合材料的制备方法，包括如下步骤：先按所述重量百分比分别称取热塑性聚丙烯树脂、磷睛阻燃剂、协同阻燃剂，并分别在温度为50℃～80℃的真空烘箱中进行干燥6h，再将磷睛阻燃剂、协同阻燃剂以及热塑性聚丙烯树脂在高速混合机中混合30min，最后将混合料放入双螺杆挤出机中熔融混炼、挤出、造粒、干燥、压片得到协同阻燃聚丙烯复合材料，其中，双螺杆挤出机的混炼温度为150℃～220℃，螺杆转速为80r/min～100r/min。
本发明的有益效果如下：
本发明制备的PACP与MXene协同阻燃聚丙烯复合材料，其中的MXene一方面在减少PACP使用量的前提下，提高了复合材料的阻燃性能，另一方面也因为其力学性能提升了复合材料的机械性能；
本发明制备的协同阻燃聚丙烯复合材料的氧指数可达33.6％，阻燃等级达到UL-94的V-0等级，拉伸强度为31.8MPa，可广泛的应用于汽车，建材，家电等领域。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例1提供的协同阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法如下：称取热塑性聚丙烯树脂90g、PACP0g、MXene10g，置于温度为50℃的真空烘箱中进行干燥6h，然后将磷睛阻燃剂、协同阻燃剂以及热塑性聚丙烯树脂在高速混合机中混合30min,使其混合均匀后，置于双螺杆挤出机中进行熔融混炼、挤出、造粒、干燥、压片，控制双螺杆挤出机的混炼温度为150℃，螺杆转速为80r/min，从而得到协同阻燃聚丙烯复合材料。
其中，磷腈阻燃剂是六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP；六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP的合成步骤如下：
步骤(1)、先将对羟基苯基醚溶于四氢呋喃中，然后加入氢氧化钠，待其溶解后用恒压滴液漏斗滴加环三磷腈/四氢呋喃溶液，滴加完毕后，升温至70℃反应20小时，反应结束后经抽滤、旋蒸、洗涤、烘干得到第一产物；其中，对羟基苯甲醚、四氢呋喃、氢氧化钠和环三磷腈/四氢呋喃溶液，这四种原料的质量体积比为2g：15mL：0.9g：(1g/4mL)；
步骤(2)、将步骤(1)制备的第一产物溶于二氯甲烷中，溶解完全后并用恒压滴液漏斗滴加三溴化硼/二氯甲烷溶液，滴加完毕后常温反应48小时，反应结束后经旋蒸、洗涤、烘干得到第二产物；其中，第一产物、二氯甲烷、三溴化硼/二氯甲烷溶液，这三者的质量体积比为1g：10mL：(0.7mL/10mL)；
步骤(3)、将步骤(2)制备的第二产物溶于烯丙基溴/丙酮溶液中常温反应16小时，将所得反应液旋蒸、烘干得到所述六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP；其中，第二产物、烯丙基溴/丙酮溶液，这两者的质量体积比为1g：(0.9mL/50mL)。
其中，协同阻燃剂为MXene；协同阻燃剂为MXene的合成步骤如下：
步骤一、将LiF和浓度为10mol/L的HCl溶液中在室温下混合搅拌10min，搅拌速率为10r/min，再加入Ti3AlC2,升温至40℃后搅拌12小时，即可得到多层MXene；其中，LiF、HCl、Ti3AlC2这三者的质量体积比为1g：10mL：1g；
步骤二、将步骤一中得到的多层MXene在冰水浴下超声下震荡20min，超声频率为40KHz，即可得到单层MXene。
对本实施例1得到的协同阻燃聚丙烯复合材料标准样条进行极限氧指数测试、UL-94垂直燃烧测试以及拉伸强度测试，其结果见表1。
实施例2
本实施例2提供的协同阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法如下：称取热塑性聚丙烯树脂90g、PACP2g、MXene8g，置于温度为80℃的真空烘箱中进行干燥6h，然后将磷睛阻燃剂、协同阻燃剂以及热塑性聚丙烯树脂在高速混合机中混合30min,使其混合均匀后，置于双螺杆挤出机中进行熔融混炼、挤出、造粒、干燥、压片，控制双螺杆挤出机的混炼温度为220℃，螺杆转速为100r/min，从而得到协同阻燃聚丙烯复合材料。
其中，磷腈阻燃剂是六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP；六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP的合成步骤如下：
步骤(1)、先将对羟基苯基醚溶于四氢呋喃中，然后加入氢氧化钠，待其溶解后用恒压滴液漏斗滴加环三磷腈/四氢呋喃溶液，滴加完毕后，升温至80℃反应30小时，反应结束后经抽滤、旋蒸、洗涤、烘干得到第一产物；其中，对羟基苯甲醚、四氢呋喃、氢氧化钠和环三磷腈/四氢呋喃溶液，这四种原料的质量体积比为3g：25mL：1.0g：(1g/5mL)；
步骤(2)、将步骤(1)制备的第一产物溶于二氯甲烷中，溶解完全后并用恒压滴液漏斗滴加三溴化硼/二氯甲烷溶液，滴加完毕后常温反应48小时～56小时，反应结束后经旋蒸、洗涤、烘干得到第二产物；其中，第一产物、二氯甲烷、三溴化硼/二氯甲烷溶液，这三者的质量体积比为1g：20mL：
(0.9mL/20mL)；
步骤(3)、将步骤(2)制备的第二产物溶于烯丙基溴/丙酮溶液中常温反应24小时，将所得反应液旋蒸、烘干得到所述六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP；其中，第二产物、烯丙基溴/丙酮溶液，这两者的质量体积比为1g：(1.0mL/50mL)。
其中，协同阻燃剂为MXene；协同阻燃剂为MXene的合成步骤如下：
步骤一、将LiF和浓度为15mol/L的HCl溶液中在室温下混合搅拌20min，搅拌速率为30r/min，再加入Ti3AlC2,升温至50℃后搅拌24小时，即可得到多层MXene；其中，LiF、HCl、Ti3AlC2这三者的质量体积比为1g：20mL：1g；
步骤二、将步骤一中得到的多层MXene在冰水浴下超声下震荡40min，超声频率为50KHz，即可得到单层MXene。
对本实施例2得到的协同阻燃聚丙烯复合材料标准样条进行极限氧指数测试、UL-94垂直燃烧测试以及拉伸强度测试，其结果见表1。
实施例3
本实施例3提供的协同阻燃热塑性聚丙烯复合材料及其制备方法如下：称取热塑性聚丙烯树脂90g、PACP4g、MXene6g，置于温度为60℃的真空烘箱中进行干燥6h，然后将磷睛阻燃剂、协同阻燃剂以及热塑性聚丙烯树脂在高速混合机中混合30min,使其混合均匀后，置于双螺杆挤出机中进行熔融混炼、挤出、造粒、干燥、压片，控制双螺杆挤出机的混炼温度为180℃，螺杆转速为85r/min，从而得到协同阻燃聚丙烯复合材料。
其中，磷腈阻燃剂是六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP；六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP的合成步骤如下：
步骤(1)、先将对羟基苯基醚溶于四氢呋喃中，然后加入氢氧化钠，待其溶解后用恒压滴液漏斗滴加环三磷腈/四氢呋喃溶液，滴加完毕后，升温至78℃反应24小时，反应结束后经抽滤、旋蒸、洗涤、烘干得到第一产物；其中，对羟基苯甲醚、四氢呋喃、氢氧化钠和环三磷腈/四氢呋喃溶液，这四种原料的质量体积比为2.5g：20mL：0.95g：(1g/4.5mL)；
步骤(2)、将步骤(1)制备的第一产物溶于二氯甲烷中，溶解完全后并用恒压滴液漏斗滴加三溴化硼/二氯甲烷溶液，滴加完毕后常温反应48小时，反应结束后经旋蒸、洗涤、烘干得到第二产物；其中，第一产物、二氯甲烷、三溴化硼/二氯甲烷溶液，这三者的质量体积比为1g：15mL：(0.8mL/15mL)；
步骤(3)、将步骤(2)制备的第二产物溶于烯丙基溴/丙酮溶液中常温反应20小时，将所得反应液旋蒸、烘干得到所述六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP；其中，第二产物、烯丙基溴/丙酮溶液，这两者的质量体积比为1g：(0.95mL/40mL)。
其中，协同阻燃剂为MXene；协同阻燃剂为MXene的合成步骤如下：
步骤一、将LiF和浓度为12mol/L的HCl溶液中在室温下混合搅拌15min，搅拌速率为20r/min，再加入Ti3AlC2,升温至45℃后搅拌18小时，即可得到多层MXene；其中，LiF、HCl、Ti3AlC2这三者的质量体积比为1g：15mL：1g；
步骤二、将步骤一中得到的多层MXene在冰水浴下超声下震荡30min，超声频率为45KHz，即可得到单层MXene。
对本实施例3得到的协同阻燃聚丙烯复合材料标准样条进行极限氧指数测试、UL-94垂直燃烧测试以及拉伸强度测试，其结果见表1。
实施例4
本实施例4提供的协同阻燃热塑性聚丙烯复合材料及其制备方法如下：称取热塑性聚丙烯树脂90g、PACP6g、MXene4g，置于温度为70℃的真空烘箱中进行干燥6h，然后将磷睛阻燃剂、协同阻燃剂以及热塑性聚丙烯树脂在高速混合机中混合30min,使其混合均匀后，置于双螺杆挤出机中进行熔融混炼、挤出、造粒、干燥、压片，控制双螺杆挤出机的混炼温度为200℃，螺杆转速为90r/min，从而得到协同阻燃聚丙烯复合材料。
其中，磷腈阻燃剂是六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP；六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP的合成步骤如下：
步骤(1)、先将对羟基苯基醚溶于四氢呋喃中，然后加入氢氧化钠，待其溶解后用恒压滴液漏斗滴加环三磷腈/四氢呋喃溶液，滴加完毕后，升温至70℃反应20小时，反应结束后经抽滤、旋蒸、洗涤、烘干得到第一产物；其中，对羟基苯甲醚、四氢呋喃、氢氧化钠和环三磷腈/四氢呋喃溶液，这四种原料的质量体积比为2g：15mL：0.9g：(1g/4mL)；
步骤(2)、将步骤(1)制备的第一产物溶于二氯甲烷中，溶解完全后并用恒压滴液漏斗滴加三溴化硼/二氯甲烷溶液，滴加完毕后常温反应48小时，反应结束后经旋蒸、洗涤、烘干得到第二产物；其中，第一产物、二氯甲烷、三溴化硼/二氯甲烷溶液，这三者的质量体积比为1g：10mL：(0.7mL/10mL)；
步骤(3)、将步骤(2)制备的第二产物溶于烯丙基溴/丙酮溶液中常温反应16小时，将所得反应液旋蒸、烘干得到所述六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP；其中，第二产物、烯丙基溴/丙酮溶液，这两者的质量体积比为1g：(0.9mL/50mL)。
其中，协同阻燃剂为MXene；协同阻燃剂为MXene的合成步骤如下：
步骤一、将LiF和浓度为10mol/L的HCl溶液中在室温下混合搅拌10min，搅拌速率为10r/min，再加入Ti3AlC2,升温至40℃后搅拌12小时，即可得到多层MXene；其中，LiF、HCl、Ti3AlC2这三者的质量体积比为1g：10mL：1g；
步骤二、将步骤一中得到的多层MXene在冰水浴下超声下震荡20min，超声频率为40KHz，即可得到单层MXene。
对本实施例4得到的协同阻燃聚丙烯复合材料标准样条进行极限氧指数测试、UL-94垂直燃烧测试以及拉伸强度测试，其结果见表1。
实施例5
本实施例5提供的协同阻燃热塑性聚丙烯复合材料及其制备方法如下：称取热塑性聚丙烯树脂90g、PACP8g、MXene2g，置于温度为65℃的真空烘箱中进行干燥6h，然后将磷睛阻燃剂、协同阻燃剂以及热塑性聚丙烯树脂在高速混合机中混合30min,使其混合均匀后，置于双螺杆挤出机中进行熔融混炼、挤出、造粒、干燥、压片，控制双螺杆挤出机的混炼温度为190℃，螺杆转速为90r/min，从而得到协同阻燃聚丙烯复合材料。
其中，磷腈阻燃剂是六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP；六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP的合成步骤如下：
步骤(1)、先将对羟基苯基醚溶于四氢呋喃中，然后加入氢氧化钠，待其溶解后用恒压滴液漏斗滴加环三磷腈/四氢呋喃溶液，滴加完毕后，升温至80℃反应30小时，反应结束后经抽滤、旋蒸、洗涤、烘干得到第一产物；其中，对羟基苯甲醚、四氢呋喃、氢氧化钠和环三磷腈/四氢呋喃溶液，这四种原料的质量体积比为3g：25mL：1.0g：(1g/5mL)；
步骤(2)、将步骤(1)制备的第一产物溶于二氯甲烷中，溶解完全后并用恒压滴液漏斗滴加三溴化硼/二氯甲烷溶液，滴加完毕后常温反应48小时～56小时，反应结束后经旋蒸、洗涤、烘干得到第二产物；其中，第一产物、二氯甲烷、三溴化硼/二氯甲烷溶液，这三者的质量体积比为1g：20mL：
(0.9mL/20mL)；
步骤(3)、将步骤(2)制备的第二产物溶于烯丙基溴/丙酮溶液中常温反应24小时，将所得反应液旋蒸、烘干得到所述六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP；其中，第二产物、烯丙基溴/丙酮溶液，这两者的质量体积比为1g：(1.0mL/50mL)。
其中，协同阻燃剂为MXene；协同阻燃剂为MXene的合成步骤如下：
步骤一、将LiF和浓度为15mol/L的HCl溶液中在室温下混合搅拌20min，搅拌速率为30r/min，再加入Ti3AlC2,升温至50℃后搅拌24小时，即可得到多层MXene；其中，LiF、HCl、Ti3AlC2这三者的质量体积比为1g：20mL：1g；
步骤二、将步骤一中得到的多层MXene在冰水浴下超声下震荡40min，超声频率为50KHz，即可得到单层MXene。
对本实施例5得到的协同阻燃聚丙烯复合材料标准样条进行极限氧指数测试、UL-94垂直燃烧测试以及拉伸强度测试，其结果见表1。
实施例6
本实施例6提供的协同阻燃热塑性聚丙烯复合材料及其制备方法如下：称取热塑性聚丙烯树脂90g、PACP10g、MXene0g，置于温度为65℃的真空烘箱中进行干燥6h，然后将磷睛阻燃剂、协同阻燃剂以及热塑性聚丙烯树脂在高速混合机中混合30min,使其混合均匀后，置于双螺杆挤出机中进行熔融混炼、挤出、造粒、干燥、压片，控制双螺杆挤出机的混炼温度为190℃，螺杆转速为90r/min，从而得到协同阻燃聚丙烯复合材料。
其中，磷腈阻燃剂是六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP；六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP的合成步骤如下：
步骤(1)、先将对羟基苯基醚溶于四氢呋喃中，然后加入氢氧化钠，待其溶解后用恒压滴液漏斗滴加环三磷腈/四氢呋喃溶液，滴加完毕后，升温至78℃反应24小时，反应结束后经抽滤、旋蒸、洗涤、烘干得到第一产物；其中，对羟基苯甲醚、四氢呋喃、氢氧化钠和环三磷腈/四氢呋喃溶液，这四种原料的质量体积比为2.5g：20mL：0.95g：(1g/4.5mL)；
步骤(2)、将步骤(1)制备的第一产物溶于二氯甲烷中，溶解完全后并用恒压滴液漏斗滴加三溴化硼/二氯甲烷溶液，滴加完毕后常温反应48小时，反应结束后经旋蒸、洗涤、烘干得到第二产物；其中，第一产物、二氯甲烷、三溴化硼/二氯甲烷溶液，这三者的质量体积比为1g：15mL：(0.8mL/15mL)；
步骤(3)、将步骤(2)制备的第二产物溶于烯丙基溴/丙酮溶液中常温反应20小时，将所得反应液旋蒸、烘干得到所述六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP；其中，第二产物、烯丙基溴/丙酮溶液，这两者的质量体积比为1g：(0.95mL/40mL)。
其中，协同阻燃剂为MXene；协同阻燃剂为MXene的合成步骤如下：
步骤一、将LiF和浓度为12mol/L的HCl溶液中在室温下混合搅拌15min，搅拌速率为20r/min，再加入Ti3AlC2,升温至45℃后搅拌18小时，即可得到多层MXene；其中，LiF、HCl、Ti3AlC2这三者的质量体积比为1g：15mL：1g；
步骤二、将步骤一中得到的多层MXene在冰水浴下超声下震荡30min，超声频率为45KHz，即可得到单层MXene。
对本实施例6得到的协同阻燃聚丙烯复合材料标准样条进行极限氧指数测试、UL-94垂直燃烧测试以及拉伸强度测试，其结果见表1。
对比例
本对比例提供的协同阻燃热塑性聚丙烯复合材料及其制备方法如下：称取热塑性聚丙烯树脂90g、PACP0g、MXene0g，置于温度为65℃的真空烘箱中进行干燥6h，然后将磷睛阻燃剂、协同阻燃剂以及热塑性聚丙烯树脂在高速混合机中混合30min,使其混合均匀后，置于双螺杆挤出机中进行熔融混炼、挤出、造粒、干燥、压片，控制双螺杆挤出机的混炼温度为190℃，螺杆转速为90r/min，从而得到聚丙烯复合材料。
其中，磷腈阻燃剂是六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP；六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP的合成步骤如下：
步骤(1)、先将对羟基苯基醚溶于四氢呋喃中，然后加入氢氧化钠，待其溶解后用恒压滴液漏斗滴加环三磷腈/四氢呋喃溶液，滴加完毕后，升温至78℃反应24小时，反应结束后经抽滤、旋蒸、洗涤、烘干得到第一产物；其中，对羟基苯甲醚、四氢呋喃、氢氧化钠和环三磷腈/四氢呋喃溶液，这四种原料的质量体积比为2.5g：20mL：0.95g：(1g/4.5mL)；
步骤(2)、将步骤(1)制备的第一产物溶于二氯甲烷中，溶解完全后并用恒压滴液漏斗滴加三溴化硼/二氯甲烷溶液，滴加完毕后常温反应48小时，反应结束后经旋蒸、洗涤、烘干得到第二产物；其中，第一产物、二氯甲烷、三溴化硼/二氯甲烷溶液，这三者的质量体积比为1g：15mL：(0.8mL/15mL)；
步骤(3)、将步骤(2)制备的第二产物溶于烯丙基溴/丙酮溶液中常温反应20小时，将所得反应液旋蒸、烘干得到所述六-(4-烯丙基醚苯氧基)环三磷腈阻燃剂PACP；其中，第二产物、烯丙基溴/丙酮溶液，这两者的质量体积比为1g：(0.95mL/40mL)。
其中，协同阻燃剂为MXene；协同阻燃剂为MXene的合成步骤如下：
步骤一、将LiF和浓度为12mol/L的HCl溶液中在室温下混合搅拌15min，搅拌速率为20r/min，再加入Ti3AlC2,升温至45℃后搅拌18小时，即可得到多层MXene；其中，LiF、HCl、Ti3AlC2这三者的质量体积比为1g：15mL：1g；
步骤二、将步骤一中得到的多层MXene在冰水浴下超声下震荡30min，超声频率为45KHz，即可得到单层MXene。
对本对比例得到的协同阻燃聚丙烯复合材料标准样条进行极限氧指数测试、UL-94垂直燃烧测试以及拉伸强度测试，其结果见表1。
综上所述，上述实施例1～6和对比例制备的协同阻燃聚丙烯复合材料标准样条进行极限氧指数测试、UL-94垂直燃烧测试以及拉伸强度测试，其结果见表1：
表1：本发明上述实施例1～6和对比例制备得到的阻燃热塑性聚丙烯复合材料燃烧测试结果
由表1可知，本发明实施例1～6中PACP与MXene的复合配方以及对比例中可以明显的看到，虽然PACP拥有很好的阻燃性能，但是其对复合材料的力学性能影响较大；通过添加协同阻燃剂MXene不仅有助于阻燃性能的提升，还有助于弥补PACP对材料性能的影响，从而实现阻燃与力学性能兼得的协同阻燃剂丙烯复合材料。
本发明提供的PACP与MXene协同阻燃热塑性聚丙烯复合材料，其中的MXene既能增强复合材料的阻燃性能，又能提高复合材料的力学性能；并且其阻燃添加剂不含卤素，环保，热塑性基底树脂，还可以循环使用，可广泛应用于汽车，建材，家电等领域。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的说明限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
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