[發明專利]一種聚丙烯無鹵阻燃材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202011160545.0
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112457575A
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 謝宏建;劉小雄;謝偉良
• 申請（專利權）人: 東莞市鑫塑源塑膠科技有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L75/08;C08L51/06;C08K13/06;C08K9/06;C08K3/36;C08K3/22
• 代理公司: 廣東有知貓知識產權代理有限公司 44681
• 代理人: 吳國文

本發明涉及聚丙烯技術領域，具體涉及一種聚丙烯無鹵阻燃材料及其制備方法，原料包括聚丙烯、無鹵阻燃劑、增韌劑、相容劑、成核劑和抗氧化劑。本發明的增韌劑使制成的聚丙烯材料具有納米二氧化硅?聚氨酯?納米氫氧化鋁?聚丙烯的層級結構，納米二氧化硅和納米氫氧化鋁作為剛性體，更容易產生應力集中點，周邊形成銀紋而吸收沖擊能，而作為夾層的聚氨酯可以更好地雙向吸收沖擊能，有利于終止銀紋，從而大大地提高了聚丙烯的抗沖擊性能；此外，聚氨酯作為彈性體可以提高聚丙烯的斷裂伸長率，而納米氫氧化鋁作為增效阻燃劑，可以降低無鹵阻燃劑的用量需求，從而提高聚丙烯的機械性能，并且維持V?0級別的阻燃性能。

技術領域

本發明涉及聚丙烯技術領域，具體涉及一種聚丙烯無鹵阻燃材料及其制備方法。

背景技術

聚丙烯為半透明或不透明的乳白色材料，在適當的溫度范圍內具有較高的韌性和阻燃性能，在許多領域具有廣泛應用。

隨著汽車、電子電器設備的高性能化、機械設備輕量化進程的加快，對聚丙烯材料的需求將進一步加快，可以用來制作汽車發動機周圍需要耐熱的部件，需要煮沸消毒和高壓殺菌的醫療器械和餐具等，還可以用來制作需抗彎曲疲勞的汽車的車軸踏板，文件類的封面，封蓋及各種容器等。

為了提高聚丙烯的阻燃性能以滿足使用需求，往往需要在聚丙烯內加入大量的阻燃劑，導致聚丙烯的韌性變差，容易發白。

發明內容

為了克服現有技術中存在的缺點和不足，本發明的目的在于提供一種增韌的聚丙烯無鹵阻燃材料及其制備方法。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種聚丙烯無鹵阻燃材料，包括如下重量份的原料：

所述增韌劑通過如下步驟制得：

(1)在100重量份的無水乙醇中加入50-60重量份的納米二氧化硅和1-3重量份的γ―氨丙基三乙氧基硅烷，超聲分散2-3h，然后進行離心分離、洗滌干燥，得到改性納米二氧化硅；

(2)在100重量份的二甲基乙酰胺中加入40-50重量份的二苯基甲烷二異氰酸酯和20-30重量份的改性納米二氧化硅，升溫至50-70℃并攪拌2-3h，然后降至常溫，加入25-30重量份的聚四氫呋喃醚二醇和0.1-0.3重量份的催化劑，升溫至50-70℃并反應2-4h，加入100-200重量份的去離子水，待沉淀完全析出后，加入20-30重量份的納米氫氧化鋁，攪拌均勻后進行噴霧干燥，即得到所述增韌劑。

本發明通過對納米二氧化硅進行改性處理，改善二苯基甲烷二異氰酸酯對納米二氧化硅的接枝改性效率，而后與聚四氫呋喃醚二醇合成聚氨酯彈性體，并加入去離子水進行再生析出，使析出的聚氨酯充分包覆納米二氧化硅，形成核殼結構彈性體，并進一步加入納米氫氧化鋁進行噴霧干燥，納米氫氧化鋁作為隔離劑插入聚氨酯彈性體中，既避免聚氨酯彈性體的粘連，也避免納米氫氧化鋁的自身團聚，最終熔融混合制成的聚丙烯材料具有納米二氧化硅-聚氨酯-納米氫氧化鋁-聚丙烯的層級結構，納米二氧化硅和納米氫氧化鋁作為剛性體，更容易產生應力集中點，周邊形成銀紋而吸收沖擊能，而作為夾層的聚氨酯可以更好地雙向吸收沖擊能，有利于終止銀紋，從而大大地提高了聚丙烯的抗沖擊性能；此外，聚氨酯作為彈性體可以提高聚丙烯的斷裂伸長率，而納米氫氧化鋁作為增效阻燃劑，可以降低無鹵阻燃劑的用量需求，從而提高聚丙烯的機械性能，并且維持V-0級別的阻燃性能。

其中，所述無鹵阻燃劑為磷氮系阻燃劑。

其中，所述相容劑為POE-g-MAH。可與聚丙烯形成穩定的增韌結構，在低溫下仍有較好的韌性和延展性，能夠成為有效的應力集中點，顯著提升沖擊強度，從而大幅度提高聚丙烯的韌性。

其中，所述成核劑為羧酸鈣鹽?？梢约涌旖Y晶速率、增加結晶密度、提高強度，可以加速結晶形成較小的球晶體，并且改善流動和脫模性能。