[發明專利]一種膨脹阻燃聚丙烯組合物及其制備方法

有效

• 申請號: 200710098849.7
• 申請日: 2007-04-28
• 公開（公告）號: CN101293983A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發明（設計）人: 金滟;蔡濤;康興川;劉善元;丁樹巖;張靜;陳紹梅
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08K5/3492;C08L83/04;C08L51/06;C08K3/32;C08K3/34;C08K5/053
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所
• 代理人: 韋慶文

技術領域

本發明涉及一種改性的聚丙烯，進一步地說，是涉及一種膨脹阻燃聚丙烯組合物及其制備方法。?

背景技術

聚丙烯(PP)因其低廉的價格，良好的綜合性能等優點在通用樹脂中占有重要的地位。據報道，近年來全世界的聚丙烯用量已達到22000kt/年。作為一種通用塑料，聚丙烯不僅加工使用方便，且具有十分優良的介電性能，因而廣泛應用于電子電器、電訊、化纖、石油、化工、環保、汽車等領域，由于其特有的無吸濕性，在無負載的情況下可耐150℃，使其在家電中的應用比例日益增加。然而聚丙烯是易燃材料，其氧指數只有17.4，燃燒時熱釋放速率大，熱值高，燃燒時產生大量的熔滴，火焰傳播速度快，不易熄滅，用作電器配件時往往因高壓、發熱放電等原因易引起火災，這在某種程度上限制了聚丙烯在電器領域的應用。隨著全球聚丙烯消費的不斷增長，對聚丙烯進行必要的阻燃處理的呼聲也越來越高。?

阻燃聚丙烯大多數使用的是添加型的阻燃體系。其阻燃方法主要有以下幾種：鹵系阻燃聚丙烯、無機物阻燃聚丙烯、磷系阻燃聚丙烯、膨脹阻燃聚丙烯等。?

其中鹵系阻燃劑應用開發最廣，技術比較成熟，阻燃效率較高，但是鹵系阻燃劑發煙量大，且釋放出的鹵化氫氣體具有強腐蝕性，潛藏著二次危害，而且多溴二苯醚阻燃材料熱解后存在的“Dioxin”問題，對環境污染較嚴重，這些都越來越限制了鹵系阻燃劑的使用。?

無機阻燃劑主要為鋁、鎂、硼、銻和鉬等的氫氧化物和氧化物的水合物。?與有機阻燃劑相比，無機阻燃劑具有穩定性高、不易揮發、煙氣毒性低和成本低等優點，同時具有阻燃、抑煙的作用。但無機阻燃劑只有在添加大劑量時才能發揮阻燃效果，這樣大劑量的添加阻燃劑勢必影響到PP的機械性能，尤其是抗沖擊強度。?

磷系阻燃劑(如聚磷酸銨、磷酸、紅磷等)可用于阻燃聚丙烯。含磷阻燃劑分為有機和無機含磷阻燃劑。對聚丙烯而言，由于本身的分子結構沒有含氧的基團，單獨使用磷系阻燃劑時阻燃效果不佳，需與Al(OH)₃和Mg(OH)₂等復配方可產生協同效應。?

膨脹型阻燃劑一般包括酸源、氣源、炭源三部分，多為P-N協效阻燃，是一類新型阻燃劑。無鹵膨脹阻燃聚丙烯受強熱或燃燒時能在材料表面形成一層均勻的隔熱、隔氧的多孔炭質泡沫保護性炭層，可明顯改善材料的阻燃性，提高阻燃效率，是完全無鹵、對環境友好的阻燃聚丙烯材料，然而聚丙烯是非極性、燃燒時幾乎不成炭的聚合物材料，在其中往往需添加較多阻燃劑后方可達到UL94V-0級標準，而添加大劑量膨脹阻燃劑在獲得良好阻燃效果的同時，損壞了聚丙烯材料本身的性能，尤其是力學性能往往遭受損害。?

在膨脹阻燃聚丙烯體系中除對膨脹阻燃劑進行改進外，添加成炭協效劑，可明顯提高阻燃體系的阻燃效率，促進燃燒產物快速成炭，以降低無鹵、膨脹阻燃聚丙烯體系中膨脹阻燃劑的加入量，明顯改善阻燃聚丙烯體系的加工性能和力學性能，已成為目前阻燃聚丙烯領域研究的熱點。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種既有較好的阻燃性能，又有良好的加工性能及力學性能的膨脹阻燃聚丙烯組合物及其制備方法。?

本發明的膨脹阻燃聚丙烯組合物包含以下組分：聚丙烯(PP)，100重量份；聚磷酸銨(APP)，10-30重量份；季戊四醇(PER)，3.3-10重量份；三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)，6.6-20重量份；硅橡膠，0.5-5重量份；蒙脫?土(MMT)，0.5-5重量份；所述聚磷酸銨、季戊四醇和三聚氰胺氰尿酸鹽的添加總量至少為31重量份。?

本發明的膨脹阻燃聚丙烯組合物的制備方法包括：將包含有所述聚丙烯、聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺氰尿酸鹽、硅橡膠和蒙脫土在內的各組分按所述組分配比熔融共混擠出、造粒后，制成本發明的阻燃聚丙烯組合物。?

在本發明中：?

聚丙烯樹脂包括現有技術所公開的各種類型的聚丙烯樹脂，包括均聚聚丙烯和共聚聚丙烯樹脂等。?

聚磷酸銨可為市售的高聚合度的聚磷酸銨，聚合度大于1000，P₂O₅含量大于71％，密度為1.9g/cm³，分解溫度大于270℃，溶解度小于0.1g/100mlH₂O(25℃)，平均粒徑在15um。以聚丙烯樹脂為100重量份計，所述聚磷酸銨為10-30重量份，優選為15-30重量份。?

季戊四醇可為市售的通用季戊四醇。以聚丙烯樹脂為100重量份計，所述季戊四醇為3.3-10重量份，優選為5-9重量份。?