[發明專利]一種聚丙烯無鹵阻燃抗靜電材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201710458462.1
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN107099096A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 尹朝露;葛欣國;張翔;李平立
• 申請（專利權）人: 公安部四川消防研究所
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08K13/04;C08K7/24;C08K3/04;C08K3/32;C08K5/06;C08K3/34;C08K7/26;C08K13/06;C08K9/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所11569
• 代理人: 劉奇

技術領域

本發明涉及管道材料技術領域，尤其涉及一種聚丙烯無鹵阻燃抗靜電材料及其制備方法和應用。

背景技術

聚丙烯是產量和用量最大的通用塑料之一，具有綜合性能好、可加工性強等優點，被廣泛應用于建筑、工業生產、生活用品和交通等諸多領域，其制品包括管材、板材、注射制品、纖維等。聚丙烯的極限氧指數只有18，屬于易燃材料，具有較高的火災危險性；同時聚丙烯是絕緣材料，由于表面電阻率高達106Ω，使其制品表面容易發生靜電積累，從而造成吸塵、電擊或火花放電等現象，可能引起靜電事故。這些材料特性使其在使用過程中存在一定的危險性，并且極大的限制了聚丙烯在煤礦、化工、金屬加工、電子電器、醫療等諸多領域的應用。

在阻燃方面，現有的聚丙烯阻燃抗靜電管道材料主要采用鹵系阻燃劑或無機阻燃劑。鹵系阻燃劑存在產煙量大，煙氣的毒性大、腐蝕性強，二噁英等諸多問題；無機阻燃劑的添加量大，會嚴重降低聚丙烯的力學性能和可加工性能。在抗靜電方面，現有的聚丙烯阻燃抗靜電管道材料主要采用添加表面活性劑、導電高分子填料和無機導電填料等方法，但是這些技術及產品都存在一些使用缺陷，如表面活性劑類抗靜電劑存在耐久性差、對環境濕度依賴性大等問題，導電高分子填料存在添加量大、成本高的問題，無機導電填料存在添加量大、影響阻燃效果等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種聚丙烯無鹵阻燃抗靜電材料及其制備方法和應用。本發明提供的聚丙烯無鹵阻燃抗靜電材料安全、環保，阻燃性能和抗靜電性能優異。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種聚丙烯無鹵阻燃抗靜電材料，由包含以下質量份數的原料制備得到：

優選的，所述導電炭黑的平均粒徑為10～40nm，比表面積≥200m²/g。

優選的，所述碳納米管的外徑為5～40nm，長度為10～60μm。

優選的，所述無鹵膨脹阻燃劑為季戊四醇和聚磷酸銨類物質的混合物；

所述季戊四醇為雙季戊四醇和/或三季戊四醇；

所述聚磷酸銨類物質為純聚磷酸銨、硅烷包覆聚磷酸銨、密胺包覆聚磷酸銨和環氧樹脂包覆聚磷酸銨中的一種或幾種。

優選的，所述季戊四醇和聚磷酸銨類物質的質量比為1:(2～9)。

優選的，所述阻燃協效劑為分子篩和/或有機蒙脫土。

優選的，所述原料還包含抗氧劑和紫外線吸收劑；

所述聚丙烯和抗氧劑、紫外線吸收劑的質量比為100:(0.1～1):(0.1～2)。

本發明還提供了一種上述技術方案任意一項所述聚丙烯無鹵阻燃抗靜電材料的制備方法，包含如下步驟:

將上述原料混合，得到原料混合物；

將所述原料混合物進行熔融擠出，得到聚丙烯無鹵阻燃抗靜電材料。

優選的，所述熔融擠出過程中螺桿轉速為100～200rpm，進料段溫度為155～165℃，壓縮段溫度為165～175℃，塑化段溫度為175～185℃，均化段溫度為185～195℃，模口溫度為180～190℃。

本發明還提供了上述技術方案任意一項所述聚丙烯無鹵阻燃抗靜電材料或者上述技術方案任意一項所述制備方法得到的聚丙烯無鹵阻燃抗靜電材料作為管道材料的應用。

本發明提供了一種聚丙烯無鹵阻燃抗靜電材料及其制備方法和應用。本發明提供聚丙烯無鹵阻燃抗靜電材料采用無鹵膨脹阻燃劑進行阻燃處理，阻燃劑中不含鹵素，更加安全、環保；對無鹵膨脹型阻燃劑的配方進行了合理調整，優化了阻燃效果，材料的氧指數能夠達到32％、垂直燃燒達到V0級；導電炭黑和碳納米管能夠使材料具有永久抗靜電性能，并且其抗靜電性能優良、價格較低；碳納米管的加入能夠顯著提高導電炭黑的導電效率，提高材料的抗靜電性能，在很低的導電填料含量下材料的表面電阻率就能達到10⁶Ω；降低了導電填料對聚丙烯基體性能的影響，并且碳納米管的加入對聚丙烯力學強度的提高具有積極作用，使得材料具有優良的力學性能和可加工性能，在加工過程無異味、無析出，材料表面光潔、平整。

具體實施方式

本發明提供了一種聚丙烯無鹵阻燃抗靜電材料，由包含以下質量份數的原料制備得到：

本發明制備聚丙烯無鹵阻燃抗靜電材料的原料包含100份聚丙烯。本發明對所述聚丙烯的來源沒有任何的特殊要求，采用本領域技術人員所熟知的市售的聚丙烯即可。