[發明專利]一種5VA級無鹵阻燃聚丙烯材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011326258.2
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112321947B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 陳新泰;汪洋;張翼翔;劉鵬輝;龔文幸;沈旭渠;陳銳彬
• 申請（專利權）人: 廣東聚石化學股份有限公司
• 主分類號: C08L23/12
• 分類號: C08L23/12;C08L51/06;C08L27/18;C08L51/00;C08K13/04;C08K7/10;C08K3/40;C08K3/34
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文

本發明公開了一種5VA級無鹵阻燃聚丙烯材料，具體涉及聚丙烯復合材料技術領域。所述5VA級無鹵阻燃聚丙烯材料，包含以下重量份的組分：聚丙烯55?70份、P?N膨脹型阻燃劑20?24份、玻璃粉3?10份、片狀填料1?4份、針狀填料1?4份、相容劑2?5份、抗滴落劑0.2?0.5份、潤滑劑0.2?0.5份和抗氧劑0.2?0.4份。本發明提供的5VA級無鹵阻燃聚丙烯材料，具有厚度更薄1.5mm，更易加工的特點。

技術領域

本發明涉及聚丙烯復合材料技術領域，尤其是一種5VA級無鹵阻燃聚丙烯材料及其制備方法。

背景技術

隨著阻燃要求的提高，越來越多的領域都要求材料的阻燃級別能達到5VA,對于阻燃聚丙烯而言，極易熔滴，厚度越薄，在5VA的測試過程中越容易被燒穿。通常無鹵阻燃聚丙烯要通過2.0mm厚度5VA，P-N膨脹型阻燃劑及填料添加量要在38份以上，阻燃劑和填料的增加會導致材料成本的提高以及材料性能的降低，特別是注塑過程中，更容易發生粘膜析出的情況。但對于厚度更薄的5VA測試，增加阻燃劑含量也很難通過，通常需要添加玻璃纖維，但玻璃纖維會導致材料易翹曲，易脆，在很多領域無法使用。

目前常用的是溴系阻燃，產品的阻燃性能可以達到2.0mm 5VA，由于溴系阻燃劑價格昂貴，燃燒會產生有毒氣體以及濃煙，在很多領域，不符合無鹵要求，限制了其應用。

對于無鹵阻燃聚丙烯材料，要想通過UL-94 5VA測試，通常的思路有三點：一是快速形成炭層隔絕熱源，比如添加阻燃協效劑；二是添加高長徑比填料，比如玻纖、晶須等；三是添加氣源，比如三聚氰胺，在燃燒過程中快速帶走熱量，降低材料表面溫度，從而使材料不容易穿孔(5VA方板測試)。以上思路，均可以使材料達到2.0mm 5VA，但通常阻燃劑及填料的比例需要達到38％以上，并且對厚度更薄的5VA，比如1.5mm，則無法通過。

發明內容

基于此，本發明的目的在于克服上述現有技術的不足之處而提供一種厚度更薄(1.5mm)，更易加工的5VA級無鹵阻燃聚丙烯材料及其制備方法。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案為：一種5VA級無鹵阻燃聚丙烯材料，包含以下重量份的組分：聚丙烯55-70份、P-N膨脹型阻燃劑20-24份、玻璃粉3-10份、片狀填料1-4份、針狀填料1-4份、相容劑2-5份、抗滴落劑0.2-0.5份、潤滑劑0.2-0.5份和抗氧劑0.2-0.4份。

本發明的5VA級無鹵阻燃聚丙烯材料中添加有3-10份的低熔點玻璃粉，利用低熔點玻璃粉在低溫條件下(350℃-500)能熔融并快速陶瓷化這一特點，進一步提高了體系炭層的厚度和密實度，從而大幅度提高材料的阻燃性能，特別是針對5VA方板測試，對穿孔有非常大的幫助。同時，低熔點玻璃的加入可以大幅度降低P-N膨脹型阻燃劑的添加量，能夠降低材料成本和解決注塑粘膜的問題。

本發明的5VA級無鹵阻燃聚丙烯材料中添加了片狀填料和針狀填料，利用片狀填料和針狀填料形成的骨架結構，能更好的托住熔融狀態的玻璃粉，從而形成一種更加穩定的陶瓷化結構。能否讓熔融狀態的玻璃粉均勻粘附在體系當中，是控制重點。

優選地，所述的5VA級無鹵阻燃聚丙烯材料，包含以下重量份的組分：聚丙烯57份、P-N膨脹型阻燃劑22份、玻璃粉4份、片狀填料2份、針狀填料2份、相容劑2份、抗滴落劑0.4份、潤滑劑0.3份和抗氧劑0.3份。

優選地，所述的5VA級無鹵阻燃聚丙烯材料，如下(a)-(g)中的至少一種：

(a)所述聚丙烯在230℃、2.16Kg測試條件下的熔融指數為10-30g/min，玻璃粉的熔點為350-500℃；

(b)所述P-N膨脹型阻燃劑為聚磷酸銨或焦磷酸哌嗪；

(c)所述片狀填料為滑石粉、云母粉、蒙脫土中的至少一種，針狀填料為硅灰石或凹凸棒土；