專利名稱：：一種無鹵膨脹型阻燃玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于復(fù)合材料領(lǐng)域，尤其是涉及一種無鹵膨脹型阻燃玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
：ABS樹脂是一種新型通用的熱塑性工程塑料，ABS樹脂以其卓越的綜合性能廣泛用于汽車工業(yè)、電子電器工業(yè)、輕工家電、紡織和建筑等行業(yè)。由于ABS樹脂是易燃材料，且燃燒時釋放出大量的有毒氣體和黑煙，這不僅會造成嚴(yán)重的財產(chǎn)損失，還會給人們的生命安全和生存環(huán)境帶來極大威脅。如何解決ABS樹脂易燃的問題已經(jīng)成為大家研究的課題。尤其現(xiàn)在隨著《報廢電子電氣設(shè)備指令》(WEEE-200296EC)和《關(guān)于在電子電氣設(shè)備中禁止使用某些有害物質(zhì)指令》(RoHS-200295EC)、《電子信息產(chǎn)品污染控制管理辦法》(中國的RoHS)指令的實施，全球無鹵阻燃劑市場發(fā)展迅速。US3,998,91、US5,218,017、US6,204,313等專利也介紹了ABS樹脂的阻燃方法，但真正用無鹵阻燃劑解決純ABS樹脂的阻燃劑迄今都沒有走向市場。隨著ABS專用料的需求擴(kuò)大，其無鹵的需求也隨著不斷增加。而玻璃纖維增強(qiáng)PP的改性料，當(dāng)玻璃纖維的用量達(dá)到目一個值時，其力學(xué)性能可以與ABS材料相媲美，這樣研究玻璃纖維增強(qiáng)PP的無鹵阻燃劑就成為目前研究的熱點?，F(xiàn)在關(guān)于PP的無鹵阻燃劑的研究卻有很多，尤其是PP膨脹型阻燃劑，最近發(fā)展起來的一個新型的無鹵阻燃劑，它的阻燃機(jī)理是形成有效的膨脹炭層從而阻止易燃材料的燃燒。環(huán)保、新型、獨特的燃燒機(jī)理成為大家研究的重點。US4,166，743、JP2002曙60385、EP627,462、W09208758、WO98/08898等介紹了用APP為主的聚丙烯膨脹型阻燃劑。但玻璃纖維增強(qiáng)PP的無鹵膨脹型阻燃劑，當(dāng)玻璃纖維用量達(dá)到5%使時，增強(qiáng)PP的燃燒級數(shù)就達(dá)不到UL-94V-0級，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足阻燃要求高的領(lǐng)域的需求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種燃燒性能達(dá)到UL-94V-0級、綜合性能高、成本低的無鹵膨脹型阻燃玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)一種無鹵膨脹型阻燃玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征在于，該材料由以下成分按重量份組成聚丙烯35-85份，玻璃纖維5-30份，包覆聚磷酸銨5-25份，多羥基化合物1-15份，三聚氰胺及其衍生物2-18份，大分子三嗪衍生1-15份，偶聯(lián)劑0.1-8份，抗氧劑0.01-5份。所述的聚丙烯為熔融指數(shù)在0.5-100g/10min的聚丙烯。所述的玻璃纖維為無堿長玻璃纖維。所述的包覆聚磷酸銨選自密胺-甲醛包覆聚磷酸銨、環(huán)氧樹脂包覆聚磷酸銨、不飽和樹脂包覆聚磷酸銨中的任意一種。所述的多羥基化合物選自季戊四醇、雙季戊四醇、三季戊四醇、甘露醇、木糖醇、淀粉、P-環(huán)糊精、纖維素、三羥乙基異氰尿酸酯、PEPA、氰脲酸基低聚物、聚(l-亞甲基-2-咪唑酮)等中的任意一種。所述的三聚氰胺及其衍生物選自三聚氰胺、三聚氰胺氰脲酸鹽、三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺焦磷酸鹽、雙季戊四醇三磷酸酯三聚氰胺鹽、磷酸雙季戊四醇酯三聚氰胺鹽、雙季戊四醇雙磷酸二氫酯三聚氰胺鹽中的任意一種。所述的大分子三嗪衍生物是羥垸氨基二胺三嗪齊聚物。所述的偶聯(lián)劑是硅烷偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑中的任意一種。所述的硅垸偶聯(lián)劑選自四乙烯基四甲基環(huán)四硅氧烷、Y-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅垸、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、Y-(二乙義三氨基)丙基三甲氧基硅烷、Y-氨丙基三乙氧基硅垸等中的一種；所述的鈦酸酯偶聯(lián)劑選自三硬脂?；佀岙惐?、三(十二烷基苯磺?；?鈦酸異丙酯、二(二辛基焦磷酰氧基)鈦酸異丙酯、二(二辛氧基磷酰氧基)鈦酸羥乙酸酯、二(二辛氧基亞磷酰氧)鈦酸四乙丙酯、四辛氧基鈦二{二(十三烷基亞磷酸酯)}、復(fù)合型單烷氧基鈦酸酯等中的一種。所述的抗氧劑選自1,3-三(2-甲基-4-羥基-5-特丁基苯基)丁垸、1,1,3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁基苯酚)、3，5-二特丁基-4-羥基苯丙酸十八酯、2,2'-亞甲基雙(4-甲基-6-特丁基)苯酚、4，4-硫代雙(6-叔丁基鄰甲酚)、4,4'-硫代雙(3-甲基-6-叔丁基)苯酚、4'4-(二羥基-3,3',5,5'-四叔丁基聯(lián)苯)中的任意一種。一種無鹵膨脹型阻燃玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料的制備方法，其特征在于，按重量份將包覆聚磷酸銨5-25份、多羥基化合物1-15份、三聚氰胺及其衍生物2-18份，大分子三嗪衍生l-15份先在高速混合機(jī)中預(yù)混合，然后經(jīng)過氣流粉碎機(jī)粉碎得到無鹵膨脹阻燃劑，再加入聚丙烯35-85份、偶聯(lián)劑0.1-8份、抗氧劑0.01-5份、玻璃纖維5-30份經(jīng)擠出機(jī)擠出混煉，得到無鹵膨脹型阻燃玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料。所述的混煉的溫度為165-220°C，在擠出混煉時玻璃纖維、偶聯(lián)劑和抗氧劑由擠出機(jī)的側(cè)向加料口加入，其余料從擠出機(jī)的喂料器送入。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用一種膨脹型阻燃劑阻燃玻璃纖維增強(qiáng)的聚丙烯，賦予增強(qiáng)聚丙烯材料良好的阻燃性，達(dá)到UL-94V-0級。本發(fā)明的復(fù)合阻燃材料通過控制阻燃劑和玻璃纖維在聚丙烯中的含量，可以獲得阻燃性好、成型收縮率大、低溫不易開裂、沖擊性能強(qiáng)、力學(xué)性能優(yōu)良的復(fù)合材料。本發(fā)明大大拓寬了聚丙烯材料的使用范圍，可以取代其他材料在電器、電子、建材等方面的使用，尤其是可以用之取代ABS和改性ABS等材料在無鹵阻燃方面的應(yīng)用，解決了使用ABS和改性ABS等材料方面無鹵阻燃難題。具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，有必要指出的是以下實施例只是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。實施例114和比較例12:參見表1，按表1所列數(shù)據(jù)，將包覆聚磷酸銨、多羥基化合物、三聚氰胺及其衍生物，大分子三嗪衍生物先在高速混合機(jī)中預(yù)混合，然后經(jīng)過氣流粉碎機(jī)粉碎得到無鹵膨脹阻燃劑，再將聚丙烯、上述得到的無鹵阻燃劑、玻璃纖維、偶聯(lián)劑，抗氧劑經(jīng)擠出機(jī)擠出混煉，混煉溫度為165-220°C，當(dāng)混煉擠出時玻璃纖維、偶聯(lián)劑和抗氧劑由擠出機(jī)的側(cè)向加料口加入，其余料從擠出機(jī)的喂料器送入造粒，然后注塑制樣，測試性能，所得結(jié)果也示于表1中，與比較例1和比較例2比較，可以看出本發(fā)明在阻燃性方面能達(dá)到UL-94V-0級，且力學(xué)性能也與改性ABS的性能相差不大。<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求1.一種無鹵膨脹型阻燃玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征在于，該材料由以下成分按重量份組成聚丙烯35-85份，玻璃纖維5-30份，包覆聚磷酸銨5-25份，多羥基化合物1-15份，三聚氰胺及其衍生物2-18份，大分子三嗪衍生1-15份，偶聯(lián)劑0.1-8份，抗氧劑0.01-5份。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鹵膨脹型阻燃玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征在于，所述的聚丙烯為熔融指數(shù)在0.5-100g/10min的聚丙烯。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鹵膨脹型阻燃玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征在于，所述的玻璃纖維為無堿長玻璃纖維。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鹵膨脹型阻燃玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征在于，所述的包覆聚磷酸銨選自密胺-甲醛包覆聚磷酸銨、環(huán)氧樹脂包覆聚磷酸銨、不飽和樹脂包覆聚磷酸銨中的任意一種。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鹵膨脹型阻燃玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征在于，所述的多羥基化合物選自季戊四醇、雙季戊四醇、三季戊四醇、甘露醇、木糖醇、淀粉、(5-環(huán)糊精、纖維素、三羥乙基異氰尿酸酯、PEPA、氰脲酸基低聚物、聚(l-亞甲基-2-咪唑酮)等中的任意一種。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鹵膨脹型阻燃玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征在于，所述的三聚氰胺及其衍生物選自三聚氰胺、三聚氰胺氰脲酸鹽、三聚氰胺磷酸鹽、三聚氰胺焦磷酸鹽、雙季戊四醇三磷酸酯三聚氰胺鹽、磷酸雙季戊四醇酯三聚氰胺鹽、雙季戊四醇雙磷酸二氫酯三聚氰胺鹽中的任意一種。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鹵膨脹型阻燃玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征在于，所述的大分子三嗪衍生物是羥烷氨基二胺三嗪齊聚物。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鹵膨脹型阻燃玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征在于，所述的偶聯(lián)劑是硅垸偶聯(lián)劑或鈦酸酯偶聯(lián)劑中的任意一種。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無鹵膨脹型阻燃玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料，其特征在于，所述的抗氧劑選自1,3-三(2-甲基-4-羥基-5-特丁基苯基)丁垸、1,1,3-三(2-甲基-4-羥基-5-叔丁基苯酚)、3，5-二特丁基-4-羥基苯丙酸十八酯、2,2'-亞甲基雙(4-甲基-6-特丁基)苯酚、4'4-硫代雙(6-叔丁基鄰甲酚)、4,4'-硫代雙(3-甲基_6_叔丁基)苯酚、4'4-(二羥基-3，3',5,5'-四叔丁基聯(lián)苯)中的任意一種。10.—種無鹵膨脹型阻燃玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料的制備方法，其特征在于，按重量份將包覆聚磷酸銨5-25份、多羥基化合物1-15份、三聚氰胺及其衍生物2-18份，大分子三嗪衍生1-15份先在高速混合機(jī)中預(yù)混合，然后經(jīng)過氣流粉碎機(jī)粉碎得到無鹵膨脹阻燃劑，再加入聚丙烯35-85份、偶聯(lián)劑0.1-8份、抗氧劑0.01-5份、玻璃纖維5-30份經(jīng)擠出機(jī)擠出混煉，得到無鹵膨脹型阻燃玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種無鹵膨脹型阻燃玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料的制備方法，其特征在于，所述的混煉的溫度為165-220°C，在擠出混煉時玻璃纖維、偶聯(lián)劑和抗氧劑由擠出機(jī)的側(cè)向加料口加入，其余料從擠出機(jī)的喂料器送入。全文摘要本發(fā)明涉及一種無鹵膨脹型阻燃玻纖增強(qiáng)聚丙烯材料及其制備方法，該材料由以下成分按重量份組成聚丙烯35-85份，玻璃纖維5-30份，包覆聚磷酸銨5-25份，多羥基化合物1-15份，三聚氰胺及其衍生物2-18份，大分子三嗪衍生1-15份，偶聯(lián)劑0.1-8份，抗氧劑0.01-5份；該制備方法包括預(yù)混合、氣流粉碎、混煉等工藝步驟。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明賦予增強(qiáng)聚丙烯材料良好的阻燃性，大大拓寬了聚丙烯材料的使用范圍，可以取代其他材料在電器、電子、建材等方面的使用，尤其是可以用之取代ABS和改性ABS等材料在無鹵阻燃方面的應(yīng)用，解決了使用ABS和改性ABS等材料方面無鹵阻燃難題。文檔編號C08K3/32GK101550249SQ20081003551公開日2009年10月7日申請日期2008年4月2日優(yōu)先權(quán)日2008年4月2日發(fā)明者劉彥明,亮尹,林倬仕,郝冬梅,濤陳,陳崇偉申請人:上?；ぱ芯吭?