[發明專利]一種無鹵阻燃聚丙烯材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201210453200.3
• 申請日: 2012-11-13
• 公開（公告）號: CN102964681A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 梁兵;劉世軍;曹俊
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L3/02;C08K13/02;C08K3/22;C08K3/38;C08K3/32;C08K5/523;C08K5/3492
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

技術領域

本發明涉及一種高分子材料及其制備方法，特別是涉及一種無鹵阻燃聚丙烯材料及其制備方法。

背景技術

高分子材料的阻燃研究經歷了含鹵阻燃、低鹵阻燃到無鹵阻燃的發展過程，由于含有鹵素阻燃劑的塑料制品在燃燒時會產生大量煙及有毒、有腐蝕性的氣體，對人體的呼吸道及其它器官造成危害，甚至引起窒息而威脅生命，目前工業發達國家已開始禁止使用含有鹵素阻燃劑的塑料制品。無機阻燃劑由于具有較好的熱穩定性，不揮發，無毒無腐蝕，在燃燒時不造成二次污染，其研制與開發必然將成為阻燃劑的主流。

復合阻燃體系，主要是根據不同阻燃劑間的協同作用，對阻燃劑進行優選組合以達到提高阻燃效力目的的體系，使用復合阻燃劑可以降低單一阻燃劑用量，并且有效的復合阻燃劑體系可以綜合幾種阻燃劑的優點。

無機阻燃劑主要有氫氧化鎂、氫氧化鋁、銻系阻燃劑、無機磷系阻燃劑、硼系阻燃劑等。其中氫氧化鎂和氫氧化鋁是無機阻燃劑中產量最大的阻燃劑。

氫氧化鎂的分解溫度在340～490℃之間，吸熱量為782.9J/g，熱穩定性好，具有良好的阻燃及消煙效果，特別適宜于加工溫度較高的PP等高聚物阻燃改性，在降低對環境的危害和材料安全處理方面更能滿足有關法規的要求，同時也使阻燃塑料更易于再生利用。并且Mg(OH)₂原料來源豐富，價格低廉，用它作為PP的阻燃劑有較高的經濟效益。

氫氧化鋁的分解溫度在200～210℃之間，吸熱量為1967.8J/g，是集阻燃、抑煙、填充三大功能于一身的阻燃劑，它具有無毒、無腐蝕、穩定性好、不揮發、高溫下不產生有毒氣體的優點，且價格低廉、來源廣泛。氫氧化鋁開始分解的溫度正處于聚合物從凝聚相變為液相過程中，故對抑制聚合物材料早期溫度的上升起作用。

硼酸鋅是一種性能優良的固體無機添加阻燃劑，具很好的阻燃和抑煙作用，當添加低水合硼酸鋅的制品遇火時，硼酸鋅所含結晶水因溫度升高而分解脫除，吸收熱量并稀釋空氣中的氧氣和其他可燃性氣體來阻止燃燒。?

聚磷酸銨是一種重要的無鹵磷系阻燃劑，其分子中同時含有磷，氮兩種元素、在阻燃過程中磷、氮具有協同阻燃效應，因而阻燃效果優于單含磷阻燃劑或單含氮阻燃劑，并且其含磷量和含氮量高，熱穩定性好，產品近于中性并可以與其他阻燃劑混用，同時價格便宜，毒性較低，使用相對安全等優點，被廣泛應用。

聚丙烯(PP)是一種產量大且性能較為優異的高分子材料，具有優異的力學性能、良好的絕緣性和耐化學藥品性等特點。但PP的氧指數僅為17～18%，容易燃燒且易出現熔滴和流延起火現象，燃燒過程中產生的大量不飽和氣體可加劇火焰傳播，從而限制了其進一步應用。因此，開發高性能的無鹵阻燃劑用于制備兼有優良的阻燃性能和力學性能的無鹵阻燃聚丙烯復合材料，具有非常重要的實際意義和巨大的經濟價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種無鹵阻燃聚丙烯材料及其制備方法。該方法采用多種無機阻燃劑復配的方式，通過從凝聚相和氣相同時發揮阻燃作用以提高聚丙烯復合材料的阻燃性能。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種無鹵阻燃聚丙烯材料，該無鹵阻燃聚丙烯材料的組分和重量份數為：聚丙烯樹脂170-200份，無機復合型阻燃劑380-400份，增韌劑POE即乙烯辛烯共聚物30-50份，相容劑POE-g-MAH即乙烯辛烯共聚物接枝馬來酸酐10-15份，潤滑劑3-5份，抗紫外線劑2-4份。

所述的一種無鹵阻燃聚丙烯材料，所述無鹵阻燃聚丙烯復合材料中無機復合型阻燃劑中各組分的重量份數為：氫氧化鎂100-120份，氫氧化鋁160-200份，硼酸鋅20-30份，3-羥基苯基磷酰基丙酸10-20份，聚磷酸銨20-40份，氰尿酸三聚氰胺5-15份，淀粉3-6份，滑石粉3-6份，受阻酚(AO60?)1-5份。

一種無鹵阻燃聚丙烯材料的制備方法，所述方法包括以下過程：將復配得到的無機阻燃劑按照比例與聚丙烯樹脂、增韌劑、相容劑、潤滑劑和抗紫外劑經高速混合、擠出造粒、注塑成型，即可得到無鹵阻燃聚丙烯復合材料。

本發明的優點與效果是：

本發明采用多種無機阻燃劑進行復配的方法，融合了各種阻燃劑的優點，阻燃劑能夠在凝聚相和氣相同時發揮作用，使復合材料更容易達到阻燃要求。

本發明工藝流程簡單，易于操作，無三廢產生，產品經垂直燃燒、極限氧指數、拉伸性能和沖擊性能等性能測試證明具有優異的阻燃性能和機械性能，具有很好的工業應用價值。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進一步說明，但本發明的實施方式不限于此。