[發明專利]一種阻燃聚丙烯材料及其制備方法

在審

• 申請號: 202111400879.5
• 申請日: 2021-11-23
• 公開（公告）號: CN114410010A
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 張海洋;陳平緒;葉南飚;陶四平;王中林
• 申請（專利權）人: 天津金發新材料有限公司
• 主分類號: C08L23/14
• 分類號: C08L23/14;C08L23/08;C08L23/12;C08K9/10;C08K3/22;C08K5/3492;C08K3/32
• 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;郝傳鑫

本發明公開了一種阻燃聚丙烯材料及其制備方法，屬于塑料材料技術領域。本發明所述阻燃聚丙烯材料以不含有機鹵的改性氫氧化鎂作為無鹵阻燃劑搭配特定的阻燃增效劑作為阻燃體系，更加無毒環保，可實現協同增效的優異阻燃效果，同時還具有二氧化碳吸附功效；所述產品密度適中，力學性能良好，可適用于多種應用范圍。本發明還公開了所述阻燃聚丙烯材料的制備方法及其在制備汽車或家電產品塑料零部件中的應用。

技術領域

本發明涉及塑料材料技術領域，具體涉及一種阻燃聚丙烯材料及其制備方 法。

背景技術

聚丙烯作為通用塑料的一種，由于其來源廣泛、價格低廉等優點，在現代 工業中使用量巨大，目前廣泛用于生活用品、電子電器、交通運輸、建筑建材 等領域。然而由于其氧指數低，燃燒熱量高，一旦引燃極易引發火災。因此為 增加其安全性并擴大使用范圍，對聚丙烯進行阻燃改性十分必要。目前聚丙烯 采用的阻燃劑主要為傳統的含鹵阻燃劑，雖然其阻燃效果良好，但在燃燒時會 產生大量有毒煙霧，造成嚴重污染。由于環保及安全性問題，目前這類阻燃劑 在一些歐美國家的使用已受到嚴格限制。有鑒于此，開發無毒、高效、環保的 新型阻燃劑，具有極大的現實意義。

隨著現代工業水平的發展，人類活動造成的二氧化碳排放量與日俱增，大 氣中二氧化碳含量的增加引起了顯著的溫室效應，并導致全球氣候發生變化。 為了應對以上情況，世界各國已著手減少溫室氣體的排放。減少二氧化碳排放 量的手段，一是碳封存，二是碳抵消。其中利用二氧化碳與含鈣或含鎂的化合 物進行反應將其固化封存的手段，具有一定的理論基礎，但目前還未得到大規 模應用。

CN1465618A公開了一種氫氧化鎂無鹵阻燃聚丙烯復合材料，為保證其阻燃 效果，氫氧化鎂的添加比例較高，較大的密度限制了材料應用范圍。因此，現 有技術還采用了氫氧化鎂與其他阻燃劑所組成的阻燃體系與聚丙烯復合，但這 些材料普遍存在韌性較差等難以調節的力學性能缺陷。目前環保型低鹵/無鹵阻 燃聚丙烯材料的應用范圍都相對局限，沒有較為普適性的材料。此外，有關碳 吸附型改性聚丙烯材料的研究成果目前為止仍然空白。

發明內容

基于現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供了一種阻燃聚丙烯材料， 該產品以改性的氫氧化鎂為阻燃劑主體，低碳環保，在搭配阻燃增效劑可實現 優異的阻燃效果，同時具有吸附二氧化碳的效果；所述產品密度適中，力學性 能良好，可適用于多種應用范圍。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案為：

一種阻燃聚丙烯材料，包括以下重量份的組分：

聚丙烯樹脂50～80份、無鹵阻燃劑20～40份、阻燃增效劑1～3份以及加工 助劑0.5～2份；

所述無鹵阻燃劑為硅烷偶聯劑包覆改性的氫氧化鎂，粒徑為0.5～5μm；

所述阻燃增效劑為三聚氰胺氫溴酸鹽和次磷酸鋁的混合物；所述三聚氰胺 氫溴酸鹽和次磷酸鋁的質量比為1：5～1：2。

發明人在研究時發現，氫氧化鎂雖然有一定的阻燃性，但往往需要在材料 中添加較大含量才能實現V-2級別或以上的阻燃效果，同時其與聚丙烯樹脂基 體的相容性差，在加工過程中也容易發生團聚現象，無法與阻燃增效劑發揮實 際的協效效果，同時還會造成最終產品力學性能較差；而經過硅烷偶聯劑包覆 改性后的氫氧化鎂由于表面發生接枝改性，使得所述無鹵阻燃劑與聚丙烯樹脂 的相容性大大改善，同時在加工過程中始終可保持分散均勻的狀態，當其與阻 燃增效劑的兩種組分相搭配形成阻燃體系時，不僅由于不含有機鹵成分而相比 傳統復合阻燃劑更加無毒環保，其阻燃效果也顯著提升，同時由于氫氧化鎂為 堿性，因此可吸附二氧化碳并與之反應，其反應式如下：

Mg(OH)₂+CO₂→MgCO₃+H₂O