1.本发明涉及阻燃聚丙烯复合材料技术领域，具体来讲是一种含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术：
2.聚丙烯（pp）作为一种综合性能优良、性价比高的通用塑料，广泛应用于家用电器、电子、建筑材料、汽车工业及包装材料等方面。但是，聚丙烯易燃，氧指数仅为17
‑
18%，且燃烧时产生大量的熔滴，火灾危险性较大等，限制了聚丙烯在有阻燃要求场合的使用。因此，非常有必要对聚丙烯进行阻燃改性。
3.工业上较为常用且经济的阻燃改性方法是使用添加型阻燃剂。最常用于聚丙烯的阻燃剂可分为三大类，分别是含卤阻燃剂（尤其是含溴阻燃剂）、金属氢氧化物和膨胀型阻燃剂。
4.含卤阻燃剂具有良好的阻燃效果，尤其是溴系阻燃剂（如十溴二苯乙烷等）与三氧化二锑（sb2o3）的复配体系，具有广谱的阻燃性能，广泛应用于各种聚合物的阻燃改性；但是，该类阻燃剂在燃烧时会释放出大量的有毒有害的气体（卤代氢和二噁英等），严重危害生命安全和环境安全。
5.金属氢氧化物，常见的是氢氧化镁和氢氧化铝，在燃烧过程中释放出水蒸气，起到稀释可燃性气体；同时，生成的金属氧化物覆盖在材料表面，起到阻隔作用；该类阻燃剂具有无毒、无污染等优点；但是它们的阻燃效率低，通常需要添加50
‑
60%wt才能达到所需的阻燃等级，并且其与聚合物基材的相容性差，对材料的力学性能损害很大，从而限制了其在材料中的应用。因此，开发环保、高效、无卤、低毒、低烟的阻燃剂显得尤其重要。
6.膨胀型阻燃剂（ifr）以磷
‑
氮为主要阻燃元素，在燃烧时能形成膨胀致密的炭层，阻隔空气、可燃性物质和热量的传递，从而实现挥阻燃作用，被认为是最有发展前景的环保型阻燃剂。最早发现的膨胀型阻燃剂由多聚磷酸铵（app）、季戊四醇（per）和三聚氰胺（mel）三者复合而成，对聚烯烃具有良好的阻燃效果。专利号为zl01128575.3的发明专利介绍了用季戊四醇磷酸酯和三聚氰胺磷酸盐复配制备聚烯烃无卤膨胀型阻燃剂。专利号为zl02124783.8的发明专利也采用了三聚氰胺聚磷酸盐与季戊四醇和其酯，或双季戊四醇和其酯或三季戊四醇及其酯作为膨胀型阻燃剂。对比季戊四醇，季戊四醇磷酸酯的水溶性已经有明显的下降，与多聚磷酸铵或多聚磷酸密胺复配有良好的阻燃效果，但其属于小分子，在聚合物中存在易渗出等问题。因此，开发难溶于水，分子量大的成炭剂成为了研究的热点。
7.公告号为102161763b的发明专利公开了一类新型膨胀型成炭剂及其的制备方法，该成炭剂具有较高的耐热温度，耐水性佳。公告号为102134352b的发明专利公开了膨胀型阻燃聚丙烯复合材料的制备，该类阻燃聚丙烯复合材料具有良好的阻燃性能。
8.公开号为cn1446844a的发明申请公开了一种新型的膨胀型阻燃剂，对聚烯烃有良好的阻燃性能。公开号为cn101225187a的发明申请公开了一种新型的三嗪类膨胀型阻燃
剂，与多聚磷酸铵（app）复配应用于pp中具有良好的阻燃性能。
9.目前，使用的膨胀型阻燃剂还存在下述缺点：1、阻燃效率不高，添加量较大；2、尤其是单分子阻燃剂元素配比不合理，阻燃性能未能充分发挥；3）阻燃剂组分中，含有小分子物质，容易渗出，耐久性差；4）由于富含极性基团，膨胀型阻燃剂的吸潮性能较强，影响制品外观。因此，本发明旨在改善阻燃剂的耐热性、耐水性的同时，通过阻燃剂的结构设计与调整，制备高效的阻燃体系，降低水溶性能和迁移性。
技术实现要素：
10.本发明的目的旨在克服现有技术的不足而提供一种含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料及其制备方法，利用粉体增效剂的纳米效应或者长径比，提高复合材料的力学性能，在利用阻燃剂具有硅烷偶联剂的结构，发现偶联功能，能够在高速分散搅拌的过程中，直接将其他阻燃剂组分、粉体增效剂进行原位包覆，在改善阻燃剂的耐热性、耐水性、与基材的作用力的同时，通过阻燃剂的结构设计与调整，提高阻燃效率，降低水溶性能、吸潮性能和迁移性。
11.为了达到上述目的，本发明的一种含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料的技术方案是这样实现的，其包括55
‑
84%的聚丙烯、14.5
‑
40%的膨胀型阻燃剂、1
‑
10%的粉体增效剂、0.1
‑
0.5%的抗氧剂及0.1
‑
5%的润滑剂，它们为质量百分比。
12.在本技术方案中，所述膨胀型阻燃剂包括含三嗪环和笼状结构阻燃剂，或所述膨胀型阻燃剂包括多聚磷酸铵或多聚磷酸密胺或焦磷酸哌嗪或次磷酸铝与含三嗪环和笼状结构阻燃剂，多聚磷酸铵或多聚磷酸密胺或焦磷酸哌嗪或次磷酸铝与含三嗪环和笼状结构阻燃剂的质量比例为10:1
‑
1:10；其中：所述含三嗪环和笼状结构阻燃剂的结构式为：式中：y为nh或o；r1是含1
‑
18个碳的直链或支链烷基的一种，或r1是对苯基、间苯基或邻苯基中的一种；r2是氨基硅烷偶联剂，氨基硅烷偶联剂是γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨丙基硅烷水解物、γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
苯基
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
（氨乙基）
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
n二乙基氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
n二甲基氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
二乙烯三氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ
‑
二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、双
‑
（γ
‑
三甲氧基硅丙基）胺、双
‑
（γ
‑
三乙氧基硅丙基）胺、γ
‑
哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
苯氨基甲基三乙氧基硅烷、γ
‑
二乙胺基甲基
三乙氧基硅烷中的其中一种或者它们的混合物；所述多聚磷酸酸铵是高聚合度结晶ⅱ型聚磷酸铵，聚合度n≥1500；所述多聚磷酸密胺的聚合度n≥1000。
13.在本技术方案中，所述润滑剂是聚丙烯蜡、聚乙烯蜡、硬脂酸、硬脂酸钙、硬脂酸锌及n,n
‑
乙撑双硬脂酸酰胺中的一种或两种以上混合。
14.在本技术方案中，所述粉体增效剂为纳米磷酸锆、超细硅灰石、超细滑石粉、纳米氧化锌、纳米氧化镧及纳米氧化铈中的一种或两种的混合物。
15.在本技术方案中，含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料的制备方法，其特征在于制备的步骤为：先将55
‑
84%的聚丙烯及0.1
‑
5%的润滑剂、0.1
‑
0.5%的抗氧剂投入到高速混合机中高速分散2
‑
5分钟，得到树脂混合物；然后将混合物与14.5
‑
40%的膨胀型阻燃剂及粉体增效剂1
‑
10%高温混合5
‑
20分钟，得到阻燃剂偶联包覆的粉体增效剂；再将两种混合物混合均匀得到膨胀型阻燃混合物；最后将膨胀型阻燃混合物用双螺杆挤出机挤出造粒或用双辊混炼机混合均匀，得到含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料，双螺杆挤出机各区的温度或用双辊混炼机各区的温度设置在150
‑
220℃之间。
16.本发明与现有技术相比的优点为：利用阻燃剂结构中的硅氧烷结构，在高速混合过程中实现对粉体增效剂的包覆，提高粉体增效剂的分散性，无需额外添加偶联剂，实现原位包覆和分散；同时硅烷赋予阻燃剂疏水特性，改善复合材料的表面吸潮性，因此，该体系在改善阻燃剂的耐热性、耐水性、成炭性和炭层强度的同时，提高了粉体增效剂的分散性能，提升了阻燃性能，降低了阻燃剂和阻燃复合材料的吸潮性能。
具体实施方式
17.下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
18.实施例一一种含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料，其特征在于包括2.295kg的聚丙烯、1.5kg的膨胀型阻燃剂、0.05kg粉体增效剂、0.005kg的抗氧剂及0.15kg的润滑剂，它们为质量百分比。
19.在本实施例中，所述膨胀型阻燃剂包括含三嗪环和笼状结构阻燃剂；其中：所述含三嗪环和笼状结构阻燃剂的结构式为：式中：y为nh或o；r1是含1
‑
18个碳的直链或支链烷基的一种，或r1是对苯基、间苯基或邻苯基中的一种；
r2是氨基硅烷偶联剂，氨基硅烷偶联剂是γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨丙基硅烷水解物、γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
苯基
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
（氨乙基）
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
n二乙基氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
n二甲基氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
二乙烯三氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ
‑
二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、双
‑
（γ
‑
三甲氧基硅丙基）胺、双
‑
（γ
‑
三乙氧基硅丙基）胺、γ
‑
哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
苯氨基甲基三乙氧基硅烷、γ
‑
二乙胺基甲基三乙氧基硅烷中的其中一种或者它们的混合物；所述多聚磷酸酸铵是高聚合度结晶ⅱ型聚磷酸铵，聚合度n≥1500；所述多聚磷酸密胺的聚合度n≥1000。
20.在本实施例中，所述润滑剂是聚丙烯蜡。
21.在本实施例中，所述粉体增效剂为纳米磷酸锆。
22.在本实施例中，其是一种含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料的制备方法，将3.295kg的聚丙烯粒料、0.005kg的抗氧剂（1010）和0.15kg的聚丙烯蜡加入在高速分散剂中预混2分钟，高速分散机的转速为800转/min；然后分别准确称取1.5kg的含三嗪环和笼状结构阻燃剂（fr1）、纳米磷酸锆0.05kg加入其他高速分散机中加热混合15分钟，得到膨胀型阻燃剂混合物；再将两个混合物混合均匀，得到膨胀型阻燃复合材料混合物最后将该混合物放在双螺杆挤出机中挤出、冷却、造粒，即可得到含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料；其中，双螺杆挤出机各区的温度设置在150
‑
200℃；所得到的含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料的氧指数为34.5%，ul
‑
94测试达到v
‑
0级（1.6 mm）。复合材料冲击性能较未添加纳米磷酸锆提高了4.5%，弯曲强度提高3.6%。在实际过程中，可用双辊混炼机代替双螺杆挤出机。
23.实施例二一种含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料，其特征在于包括3.245kg的聚丙烯、1.5kg的膨胀型阻燃剂、0.1kg粉体增效剂、0.005kg的抗氧剂及0.15kg的润滑剂，它们为质量百分比。
24.在本实施例中，所述膨胀型阻燃剂包括多聚磷酸铵与含三嗪环和笼状结构阻燃剂，所述多聚磷酸铵的质量是0.75kg，所述含三嗪环和笼状结构阻燃剂的质量是0.75kg；其中：所述含三嗪环和笼状结构阻燃剂的结构式为：
式中：y为nh或o；r1是含1
‑
18个碳的直链或支链烷基的一种，或r1是对苯基、间苯基或邻苯基中的一种；r2是氨基硅烷偶联剂，氨基硅烷偶联剂是γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨丙基硅烷水解物、γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
苯基
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
（氨乙基）
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
n二乙基氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
n二甲基氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
二乙烯三氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ
‑
二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、双
‑
（γ
‑
三甲氧基硅丙基）胺、双
‑
（γ
‑
三乙氧基硅丙基）胺、γ
‑
哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
苯氨基甲基三乙氧基硅烷、γ
‑
二乙胺基甲基三乙氧基硅烷中的其中一种或者它们的混合物；所述多聚磷酸酸铵是高聚合度结晶ⅱ型聚磷酸铵，聚合度n≥1500；所述多聚磷酸密胺的聚合度n≥1000。
25.在本实施例中，所述润滑剂是聚乙烯蜡。
26.在本实施例中，所述粉体增效剂为纳米氧化锌。
27.在本实施例中，其是一种含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料的制备方法，将3.245kg的聚丙烯粒料、0.005kg的抗氧剂（1010）和0.15kg的聚乙烯蜡加入在高速分散剂中预混3分钟，高速分散机的转速为1000转/min；然后分别准确称取0.75kg的多聚磷酸铵（app）、0.75kg的含三嗪环和笼状结构阻燃剂（fr2）、纳米氧化锌0.1kg加入到其他高速混合机中，加热混合20分钟，得到膨胀型阻燃剂混合物；再将两种混合物混合均匀，得到膨胀型阻燃复合材料混合物最后将该混合物放在双螺杆挤出机中挤出、冷却、造粒，即可得到含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料。其中，双螺杆挤出机各区的温度设置在160
‑
210℃。
28.所得到的含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料的氧指数为37.5%，ul
‑
94测试达到v
‑
0级（1.6mm）。复合材料冲击性能较未添加纳米氧化锌提高了3.8%，弯曲强度提高2.7%。在实际过程中，可用双辊混炼机代替双螺杆挤出机。
29.实施例三一种含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料，其特征在于包括2.89kg的聚丙烯、2kg的膨胀型阻燃剂、0.05kg粉体增效剂、0.01kg的抗氧剂及0.1kg的润滑剂，它们为质量百分比。
30.在本实施例中，所述膨胀型阻燃剂包括多聚磷酸密铵与含三嗪环和笼状结构阻燃剂，所述多聚磷酸密铵的质量是1.5kg，所述含三嗪环和笼状结构阻燃剂的质量是0.5kg；其中：所述含三嗪环和笼状结构阻燃剂的结构式为：式中：y为nh或o；r1是含1
‑
18个碳的直链或支链烷基的一种，或r1是对苯基、间苯基或邻苯基中的一种；r2是氨基硅烷偶联剂，氨基硅烷偶联剂是γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨丙基硅烷水解物、γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
苯基
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
（氨乙基）
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
n二乙基氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
n二甲基氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
二乙烯三氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ
‑
二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、双
‑
（γ
‑
三甲氧基硅丙基）胺、双
‑
（γ
‑
三乙氧基硅丙基）胺、γ
‑
哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
苯氨基甲基三乙氧基硅烷、γ
‑
二乙胺基甲基三乙氧基硅烷中的其中一种或者它们的混合物；所述多聚磷酸酸铵是高聚合度结晶ⅱ型聚磷酸铵，聚合度n≥1500；所述多聚磷酸密胺的聚合度n≥1000。
31.在本实施例中，所述润滑剂是n,n
‑
乙撑双硬脂酸酰胺。
32.在本实施例中，所述粉体增效剂为纳米氧化镧。
33.在本实施例中，其是一种含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料的制备方法，先将2.89kg的聚丙烯粒料、0.010kg的抗氧剂（168）和0.10k 的n,n
‑
乙撑双硬脂酸
酰胺（ebs）加入高速混合机中预混5分钟，高速分散机的转速为1200转/min；然后分别准确称取1.5kg的多聚磷酸密胺（mpp）、0.5kg的含三嗪环和笼状结构阻燃剂（fr3）、纳米氧化镧0.05kg ，加入到其他高速混合机中加热预混10分钟，得到膨胀型阻燃剂混合物；再将两个混合物混合均匀，得到膨胀型阻燃复合材料混合物；最后将该混合物用双螺杆挤出机中挤出、冷却、造粒，即可得到含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料。其中，双螺杆挤出机各区的温度170
‑
210℃；所得到的含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料的氧指数为47.5%，ul
‑
94测试达到v
‑
0级（0.8mm）。复合材料冲击性能较未添加纳米氧化镧提高了2.5%，弯曲强度提高0.6%。在实际过程中，可用双辊混炼机代替双螺杆挤出机。
34.实施例四一种含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料，其特征在于包括3.69kg的聚丙烯、1kg的膨胀型阻燃剂、0.25kg粉体增效剂、0.01kg的抗氧剂及0.05kg的润滑剂，它们为质量百分比。
35.在本实施例中，所述膨胀型阻燃剂包括焦磷酸哌嗪与含三嗪环和笼状结构阻燃剂，所述焦磷酸哌嗪的质量是0.75kg，所述含三嗪环和笼状结构阻燃剂的质量是0.25kg；其中：所述含三嗪环和笼状结构阻燃剂的结构式为：式中：y为nh或o；r1是含1
‑
18个碳的直链或支链烷基的一种，或r1是对苯基、间苯基或邻苯基中的一种；r2是氨基硅烷偶联剂，氨基硅烷偶联剂是γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨丙基硅烷水解物、γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
苯基
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
（氨乙基）
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
n二乙基氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
n二甲基氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
二乙烯三氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、
γ
‑
二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、双
‑
（γ
‑
三甲氧基硅丙基）胺、双
‑
（γ
‑
三乙氧基硅丙基）胺、γ
‑
哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
苯氨基甲基三乙氧基硅烷、γ
‑
二乙胺基甲基三乙氧基硅烷中的其中一种或者它们的混合物；所述多聚磷酸酸铵是高聚合度结晶ⅱ型聚磷酸铵，聚合度n≥1500；所述多聚磷酸密胺的聚合度n≥1000。
36.在本实施例中，所述润滑剂是硬脂酸钙。
37.在本实施例中，所述粉体增效剂为超细硅灰石。
38.在本实施例中，其是一种含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料的制备方法，先将3.69kg的聚丙烯粉料、0.01kg的抗氧剂264和0.05kg的硬脂酸钙加入高速分散机中预混4分钟，高速分散机的转速为1000转/min；然后，分别准确称取0.75kg的焦磷酸哌嗪、0.25kg的含三嗪环和笼状结构阻燃剂（fr4）、针状硅灰石（3000目）0.25kg ，加入到其他高速混合机中加热预混8分钟，得到膨胀型阻燃剂混合物；再将两个混合物混合均匀，得到膨胀型阻燃复合材料混合物；最后在双螺杆挤出机中挤出、冷却、造粒，即可得到含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料；其中，双螺杆挤出机各区的温度设置在180
‑
205℃；所得到的含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料的氧指数为31.3%，ul
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94测试达到v
‑
0级（1.6 mm）。复合材料冲击性能较未添加针状硅灰石提高了5.7%，弯曲强度提高6.9%。在实际过程中，可用双辊混炼机代替双螺杆挤出机。
39.实施例五一种含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料，其特征在于包括2.835kg的聚丙烯、1.5kg的膨胀型阻燃剂、0.5kg粉体增效剂、0.015kg的抗氧剂及0.15kg的润滑剂，它们为质量百分比。
40.在本实施例中，所述膨胀型阻燃剂包括次磷酸铝与含三嗪环和笼状结构阻燃剂，所述次磷酸铝的质量是0.3kg，所述含三嗪环和笼状结构阻燃剂的质量是1.2kg；其中：所述含三嗪环和笼状结构阻燃剂的结构式为：式中：y为nh或o；
r1是含1
‑
18个碳的直链或支链烷基的一种，或r1是对苯基、间苯基或邻苯基中的一种；r2是氨基硅烷偶联剂，氨基硅烷偶联剂是γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨丙基硅烷水解物、γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
苯基
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
（氨乙基）
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
n二乙基氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
n二甲基氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
二乙烯三氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ
‑
二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、双
‑
（γ
‑
三甲氧基硅丙基）胺、双
‑
（γ
‑
三乙氧基硅丙基）胺、γ
‑
哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
苯氨基甲基三乙氧基硅烷、γ
‑
二乙胺基甲基三乙氧基硅烷中的其中一种或者它们的混合物；所述多聚磷酸酸铵是高聚合度结晶ⅱ型聚磷酸铵，聚合度n≥1500；所述多聚磷酸密胺的聚合度n≥1000。
41.在本实施例中，所述润滑剂是硬脂酸。
42.在本实施例中，所述粉体增效剂为超细滑石粉。
43.在本实施例中，其是一种含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料的制备方法，先将2.835kg的聚丙烯粒料、0.015kg的抗氧剂（168和1098的混合物）和0.15kg的硬脂酸加入高速分散机中，预混6分钟，高速分散机的转速为1100转/min；然后，分别准确称取0.3kg的次磷酸铝、1.2kg的含三嗪环和笼状结构阻燃剂（fr5）、0.5kg的超细滑石粉（2500目），加入到其他高速混合机中加热预混8分钟，得到膨胀型阻燃剂混合物；再将两个混合物混合均匀，得到膨胀型阻燃复合材料混合物，最后在双螺杆挤出机中挤出、冷却、造粒，即可得到含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料。其中，双螺杆挤出机各区的温度设置在165
‑
200℃；所得到的含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料的氧指数为33.2%，ul
‑
94测试达到v
‑
0级（1.6mm）；复合材料冲击性能较未添加超细滑石粉提高了5.3%，弯曲强度提高4.1%。在实际过程中，可用双辊混炼机代替双螺杆挤出机。
44.实施例六一种含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料，其特征在于包括2.785kg的聚丙烯、2kg的膨胀型阻燃剂、0.05kg粉体增效剂、0.015kg的抗氧剂及0.15kg的润滑剂，它们为质量百分比。
45.在本实施例中，所述膨胀型阻燃剂包括次磷酸铝与含三嗪环和笼状结构阻燃剂，所述次磷酸铝的质量是0.5kg，所述含三嗪环和笼状结构阻燃剂的质量是1.5kg；其中：所述含三嗪环和笼状结构阻燃剂的结构式为：
式中：y为nh或o；r1是含1
‑
18个碳的直链或支链烷基的一种，或r1是对苯基、间苯基或邻苯基中的一种；r2是氨基硅烷偶联剂，氨基硅烷偶联剂是γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨丙基硅烷水解物、γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
苯基
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
（氨乙基）
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
n二乙基氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
n二甲基氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
二乙烯三氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ
‑
二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、双
‑
（γ
‑
三甲氧基硅丙基）胺、双
‑
（γ
‑
三乙氧基硅丙基）胺、γ
‑
哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
苯氨基甲基三乙氧基硅烷、γ
‑
二乙胺基甲基三乙氧基硅烷中的其中一种或者它们的混合物；所述多聚磷酸酸铵是高聚合度结晶ⅱ型聚磷酸铵，聚合度n≥1500；所述多聚磷酸密胺的聚合度n≥1000。
46.在本实施例中，所述润滑剂是硬脂酸锌。
47.在本实施例中，所述粉体增效剂为纳米氧化镧及纳米氧化铈，所述纳米氧化镧的质量是0.025kg，所述纳米氧化铈的质量是0.025kg。
48.在本实施例中，其是一种含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料的制备方法，先将2.785kg的聚丙烯粒料、0.015kg的抗氧剂（168和1010的混合物）和0.15kg的硬脂酸锌加入高速分散机中，预混6分钟，高速分散机的转速为1100转/min；然后，分别准确称取0.5kg的次磷酸铝、1.5kg的含三嗪环和笼状结构阻燃剂（fr6）、纳米氧化镧0.025kg、纳米氧化铈0.025kg，加入到另外的高速混合机中加热预混8分钟，得到膨胀型阻燃剂混合物；再将两个混合物混合均匀，得到膨胀型阻燃复合材料混合物；最后在双螺杆挤出机中挤出、冷却、造粒，即可得到含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料。其中，双螺杆挤出机各区的温度设置在150
‑
210℃；所得到的含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料的氧指数为40.6%，ul
‑
94测试达到v
‑
0级（0.8mm）；复合材料冲击性能较未添加纳米氧化镧和氧化锌提高了2.5%，弯曲强度提高2.1%。在实际过程中，可用双辊混炼机代替双螺杆挤出机。
49.实施例七一种含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料，其特征在于包括3.295kg的聚丙烯、1.25kg的膨胀型阻燃剂、0.05kg粉体增效剂、0.005kg的抗氧剂及0.15kg的润滑剂，它们为质量百分比。
50.在本实施例中，所述膨胀型阻燃剂包括含三嗪环和笼状结构阻燃剂；其中：所述含三嗪环和笼状结构阻燃剂的结构式为：式中：y为nh或o；r1是含1
‑
18个碳的直链或支链烷基的一种，或r1是对苯基、间苯基或邻苯基中的一种；r2是氨基硅烷偶联剂，氨基硅烷偶联剂是γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨丙基硅烷水解物、γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
苯基
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
（氨乙基）
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
n二乙基氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
n二甲基氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
二乙烯三氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ
‑
二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、双
‑
（γ
‑
三甲氧基硅丙基）胺、双
‑
（γ
‑
三乙氧基硅丙基）胺、γ
‑
哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
苯氨基甲基三乙氧基硅烷、γ
‑
二乙胺基甲基三乙氧基硅烷中的其中一种或者它们的混合物；所述多聚磷酸酸铵是高聚合度结晶ⅱ型聚磷酸铵，聚合度n≥1500；所述多聚磷酸密胺的聚合度n≥1000。
51.在本实施例中，所述润滑剂是聚丙烯蜡。
52.在本实施例中，所述粉体增效剂为纳米磷酸锆与纳米氧化锌，所述纳米磷酸锆的质量是0.025kg，所述纳米氧化锌的质量是0.025kg。
53.在本实施例中，其是一种含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料的制备方法，将3.295kg的聚丙烯粒料、0.005kg的抗氧剂（1010）和0.15kg的聚丙烯蜡和聚乙烯蜡混合物加入在高速分散剂中预混2分钟，高速分散机的转速为800转/min；然后，分别准确
称取1.25kg的含三嗪环和笼状结构阻燃剂（fr7）、纳米氧化锌0.025 kg、纳米磷酸锆0.025 kg加入到其他混合机中加热混合15分钟，得到膨胀型阻燃剂混合物；再将两个混合物混合均匀，得到膨胀型阻燃复合材料混合物；最后将得到的膨胀型阻燃混合物放在双螺杆挤出机中挤出、冷却、造粒，即可得到含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料。其中，双螺杆挤出机各区的温度设置在150
‑
200℃；所得到的含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料的氧指数为33.9%，ul
‑
94测试达到v
‑
0级（1.6 mm）。复合材料冲击性能较未添加纳米磷酸锆和氧化锌提高了3.5%，弯曲强度提高2.7%。在实际过程中，可用双辊混炼机代替双螺杆挤出机。
54.实施例八一种含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料，其特征在于包括3.345kg的聚丙烯、1kg的膨胀型阻燃剂、0.5kg粉体增效剂、0.005kg的抗氧剂及0.15的润滑剂，它们为质量百分比。
55.在本实施例中，所述膨胀型阻燃剂包括多聚磷酸铵与含三嗪环和笼状结构阻燃剂，所述多聚磷酸铵的质量是0.33kg，所述含三嗪环和笼状结构阻燃剂的质量是0.67kg；其中：所述含三嗪环和笼状结构阻燃剂的结构式为：式中：y为nh或o；r1是含1
‑
18个碳的直链或支链烷基的一种，或r1是对苯基、间苯基或邻苯基中的一种；r2是氨基硅烷偶联剂，氨基硅烷偶联剂是γ
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、γ
‑
氨丙基甲基二乙氧基硅烷、氨丙基硅烷水解物、γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
苯基
‑
γ
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
（氨乙基）
‑
γ
‑
氨丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
n二乙基氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
n二甲基氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
氨丙基三甲氧基硅烷、n
‑
β
‑
(氨乙基)
‑
氨丙基三乙氧基硅烷、γ
‑
二乙烯三氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、
γ
‑
二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷、双
‑
（γ
‑
三甲氧基硅丙基）胺、双
‑
（γ
‑
三乙氧基硅丙基）胺、γ
‑
哌嗪基丙基甲基二甲氧基硅烷、n
‑
苯氨基甲基三乙氧基硅烷、γ
‑
二乙胺基甲基三乙氧基硅烷中的其中一种或者它们的混合物；所述多聚磷酸酸铵是高聚合度结晶ⅱ型聚磷酸铵，聚合度n≥1500；所述多聚磷酸密胺的聚合度n≥1000。
56.在本实施例中，所述润滑剂是硬脂酸与硬脂酸钙（比例）。
57.在本实施例中，所述粉体增效剂为超细硅灰石与超细滑石粉，所述超细硅灰石的质量是0.3kg，所述超细滑石粉的之狼是0.2kg。
58.在本实施例中，其是一种含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料的制备方法，将3.345kg的聚丙烯粒料、0.005kg的抗氧剂（1010）和0.15kg的硬脂酸和硬脂酸钙混合物加入在高速分散剂中预混3分钟，高速分散机的转速为1000转/min；然后，分别准确称取0.33kg的多聚磷酸铵（app）、0.67kg的含三嗪环和笼状结构阻燃剂（fr8）、针状硅灰石（2500目）0.3kg、超细滑石粉（2500目）0.2kg加入到其他混合机中加热混合20分钟，得到膨胀型阻燃剂混合物；再将两个混合物混合均匀，得到膨胀型阻燃复合材料混合物；最后将得到的膨胀型阻燃混合物放在双螺杆挤出机中挤出、冷却、造粒，即可得到含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料。其中，双螺杆挤出机各区的温度设置在160
‑
210℃；所得到的含三嗪环和笼状结构阻燃剂的聚丙烯阻燃复合材料的氧指数为32.3%，ul
‑
94测试达到v
‑
0级（1.6 mm）。复合材料冲击性能较未添加针状硅灰石（2500目）、超细滑石粉（2500目）提高了4.5%，弯曲强度提高3.6%。在实际过程中，可用双辊混炼机代替双螺杆挤出机。
59.以上是对本发明的实施方式作出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换及变形仍落入在本发明的保护范围内。