[發(fā)明專利]一種高效非鹵膨脹型阻燃聚丙烯材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310236034.6
• 申請日: 2013-06-14
• 公開（公告）號: CN103304895A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韋斌;張曙;陳成良
• 申請（專利權(quán)）人: 慈溪金島塑化有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08K13/06;C08K9/10;C08K3/22;C08K3/32;C08K5/053;C08K5/3492
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于阻燃材料領(lǐng)域，具體涉及一種高效非鹵膨脹型阻燃聚丙烯材料。

背景技術(shù)

聚丙烯(PP)作為通用大品種塑料，具有質(zhì)量輕、易于加工成型、耐熱性好、耐化學(xué)腐蝕性好、力學(xué)性能優(yōu)良等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、電子電器等行業(yè)。但由于自身結(jié)構(gòu)的原因，聚丙烯阻燃性能比較差，導(dǎo)致其應(yīng)用領(lǐng)域受到很大的限制。因此需要對聚丙烯進行阻燃改性，以進一步擴大其適用領(lǐng)域。

目前對聚丙烯進行阻燃改性主要是通過引入添加型阻燃劑，通過材料在燃燒過程中發(fā)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)達到阻燃目的。用于聚丙烯的阻燃劑主要有鹵系阻燃劑和無鹵阻燃劑兩大類。因為鹵系阻燃劑對環(huán)境的負面影響，無鹵阻燃劑成為制備阻燃PP的潮流。在無鹵阻燃劑中，膨脹性阻燃劑比其他阻燃劑具有更好的綜合性能，因此成為制備無鹵阻燃PP材料的首選。

膨脹型阻燃劑是一類綠色的新型阻燃劑，主要由酸源、炭源以及氣源三種組分組成，其中酸源受熱釋放無機酸，催化炭源成炭，而氣源則在燃燒過程中提供不燃氣，為炭層膨脹提供動力同時稀釋可燃氣體。含此阻燃劑的聚丙烯受熱燃燒時，表面能生成一層均勻的炭質(zhì)泡沫層。此炭層在凝聚相能起到隔熱、隔氧、抑煙和防止熔滴的作用從而起到好的阻燃效果。

盡管膨脹型阻燃劑用于阻燃聚烯烴材料已經(jīng)取得了很大的進展，但是仍然存在一些問題，如：添加量大、酸源易吸潮以及分散性差等問題。所以目前膨脹型阻燃劑獲得良好阻燃效果往往以犧牲力學(xué)性能和耐水性為代價，因而限制了其在很多要求比較高的領(lǐng)域的應(yīng)用。因此通過各種手段提高膨脹型阻燃劑阻燃效率，降低阻燃劑用量，從而改善阻燃聚丙烯的綜合性能是目前膨脹型阻燃劑在聚烯烴中應(yīng)用的開發(fā)熱點之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于通過提高阻燃體系的成炭速度和炭化率來提高膨脹型阻燃劑的阻燃效率，減少阻燃劑添加量，降低對材料的力學(xué)性能的損傷，提供一種力學(xué)性能和阻燃性能都保持在較好水平的無鹵阻燃聚丙烯材料。

一種高效非鹵膨脹型阻燃聚丙烯材料為共混物，該共混物的組分包括PP樹脂、膨脹型阻燃劑、成炭催化劑、抗氧劑、偶聯(lián)劑；該共混物中各組分的質(zhì)量百分含量為：PP樹脂72～85﹪，膨脹型阻燃劑12～23﹪，成炭催化劑0.5～3﹪，抗氧劑0.5～1﹪，偶聯(lián)劑0.5～2﹪；

所述的膨脹型阻燃劑由酸源、炭源和氣源三種組份按照質(zhì)量比（2～5）：（0.5～1）：（0～1.5）混合而成；

所述的酸源為聚磷酸銨(APP)、密胺樹脂包覆的聚磷酸銨（MAPP）、聚磷酸三聚氰胺（MPP）、次磷酸鋁中的一種或多種；

所述的炭源為季戊四醇（PER）、三嗪聚合物、熱塑性酚醛樹脂中的一種或多種；

所述的三嗪聚合物為含有三嗪環(huán)的聚合物，為現(xiàn)有成熟產(chǎn)品；當(dāng)炭源為三嗪聚合物時可以不加入氣源，三嗪聚合物同時起到成炭和發(fā)泡作用；

所述的氣源為三聚氰胺（MA）；

所述的成炭催化劑為由炭源包覆的固體超強酸，其中固體超強酸為SO₄^2-/TiO₂、SO₄^2-/Fe₂O₃、SO₄^2-/ZrO₂、SO₄^2-/TiO₂/Fe₂O₃、SO₄^2-/Fe₂O₃/ZrO₂、SO₄^2-/TiO₂/ZrO₂或SO₄^2-/TiO₂/Fe₂O₃/ZrO₂，炭源包覆量為固體超強酸的5～20wt﹪；

所述的抗氧劑為四[β-(3,5-二叔丁基-4-羥基)苯丙酸]季戊四醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸十八碳醇酯、三（2，4-二叔丁基苯基）亞磷酸酯、雙（2，4-二叔丁基苯酚)季戊四醇二亞磷酸酯雙（十八烷基）季戊四醇二亞磷酸酯中的一種或多種；

所述的偶聯(lián)劑為γ―氨丙基三乙氧基硅烷（KH-550）、γ―甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH-570）、異丙基三（二辛基磷酰基）鈦酸酯（NSZ-20）中的一種或多種。