[發(fā)明專利]一種阻燃示溫聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法

在審

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• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN105778273A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖敏;梁棟;沈浩;莫善軍;鞠英輝;李鎮(zhèn)裕
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)深圳研究院;中山大學(xué)
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08K13/02;C08K3/22;C08K9/10;C08K3/32;C08K3/38;C08K5/053;C08K5/3492
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 梁瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電氣絕緣材料預(yù)警和阻燃的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種阻燃示溫 聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前，電氣火災(zāi)已成為影響我國社會消防安全的主要類別，其表現(xiàn)有以下 主要特征：發(fā)生起數(shù)多、損失巨大；低壓線路上的重大火災(zāi)非常突出，根據(jù)多 年統(tǒng)計數(shù)據(jù)重特大電氣火災(zāi)發(fā)生起數(shù)最多的是電線或電纜(線路)占52.96％， 其中大部分都發(fā)生在低壓線路上；其次由電器具引起的占14.68％；另外是由照 明器具引起的占10.17％。近十年來，造成我國重大火災(zāi)的主要原因是短路、過 熱、接觸不良、過負(fù)載、漏電，所占比例高達(dá)89.5％，這些故障后期都具有明顯 的導(dǎo)線過熱、絕緣皮燒焦脫落的痕跡特征，故障的初期都是電氣線路過熱，燒 損絕緣皮引發(fā)火災(zāi)。因此，電氣絕緣材料預(yù)警和阻燃技術(shù)研究具有重要意義。 電氣絕緣材料的主體塑料有聚氯乙烯，聚丙烯，聚碳酸酯和丙烯腈-丁二烯-苯乙 烯塑料等等，而聚丙烯(PP)力學(xué)性能好，耐酸、堿及化學(xué)藥品性突出，而且比其 它熱塑性聚合物的生產(chǎn)成本更低，廣泛的應(yīng)用于化工、化纖、建筑、家電等工 業(yè)領(lǐng)域，基于不同的用途對聚丙烯的改性非常之多。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺點，提供一種阻燃示溫聚丙烯 復(fù)合材料及其制備方法，能夠直觀地發(fā)現(xiàn)電器元件發(fā)生的過熱狀態(tài)且能夠容易 地預(yù)測電器超負(fù)荷運作狀態(tài)，起到示溫預(yù)警的作用，同時材料的高阻燃性能使 得其降低了發(fā)生火災(zāi)的危險性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案如下：

一種阻燃示溫聚丙烯復(fù)合材料，包含以下按質(zhì)量百分比計的組分：

所述聚丙烯樹脂為均聚聚丙烯、共聚聚丙烯或無規(guī)共聚聚丙烯。

所述阻燃劑為膨脹系阻燃劑，為聚磷酸銨微膠囊、四戊季醇微膠囊、三聚 氰胺微膠囊中兩種或兩種組合的復(fù)合物。在體系中添加阻燃劑可有效增加的材 料的阻燃性，抑制煙氣的產(chǎn)生。

所述阻燃協(xié)效劑為乙稀基桂焼偶聯(lián)劑、氧化銻、三氧化二銻、氧化鋅、硼 酸鋅、鋁硅酸、二氧化錳，二氧化鈦中的一種。在體系中加入阻燃協(xié)效劑能對 材料的阻燃效果有所提升，同時也能提高材料的力學(xué)性能。

所述顏料為熱變色顏料或普通顏料，或熱變色顏料與普通顏料的混合物， 其中，所述熱變色顏料根據(jù)其變色形式分為消色型熱變色顏料和顯色型熱變色 顏料，消色型即在低溫條件下有色，高溫條件下無色，顯色型則相反，熱變色 顏料的熱變色溫度范圍為40-65℃，其色系包括黃色、綠色、藍(lán)色、金紅色、大 紅色、玫紅色、紫色、棕色、黑色、墨綠、孔雀藍(lán)，所述熱變色顏料都具有可 逆性、耐溫性，其能耐受230℃以上的高溫；所述普通顏料即為常規(guī)顏料，在不 熱分解的情況下不變色，色系也和熱變色顏料一樣。在體系的應(yīng)用可以選用單 一一種熱變色顏料，或者多種具有不同溫度該應(yīng)范圍的顏料的混合物，或者熱 變色顏料與普通顏料的混合物；這樣材料就可以隨溫度變化呈現(xiàn)不同的顏色， 其將此熱變色顏料添加到聚丙烯復(fù)合材料能使材料具有多介示溫預(yù)警的效果。

所述抗氧劑包括主抗氧劑和輔助抗氧劑；所述主抗氧劑選用受阻酚或硫酯 類，包括1010、DLTDP、DSTDP；所述輔助抗氧劑選用亞磷酸鹽或酯類，包括 168、TNPP。抗氧劑使聚丙烯在加工使用過程中有良好的穩(wěn)定性，避免色澤性 能發(fā)生變化。

所述抗滴落劑為含氟抗滴落劑SN3300、FD3200、JY-2070中的一種。抗滴 落劑利用氟聚合物在塑料加工中的纖維化性能，起到抗滴落作用的，從而減少 火焰的蔓延。此外，還可以增加聚合物的熔體強(qiáng)度和抗塌陷性不析出，可適當(dāng) 提高聚丙烯的物理性能。

上述阻燃示溫聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，如下：

首先按照權(quán)利要求1所述的質(zhì)量百分比進(jìn)行備料，然后將備好的聚丙烯樹 脂、阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、顏料、抗氧劑、抗滴落劑預(yù)先混和后放入雙螺桿擠 出機(jī)中，該雙螺桿擠出機(jī)及口模溫度為170～200℃，最后將擠出物冷卻至示溫后 造粒，即可得到具有熱變色阻燃性能的聚丙烯復(fù)合顆粒。

將上述所制得的聚丙烯復(fù)合顆粒放入樣條注塑機(jī)中制得標(biāo)準(zhǔn)的氧指數(shù)測試 樣條和UL94的標(biāo)準(zhǔn)測試樣條。得到的樣條分別進(jìn)行氧指數(shù)測試和UL94阻燃性 能測試及冷熱循環(huán)色差測試。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點與有益效果：