專利名稱：阻燃聚丙烯材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塑料材料，具體地說，涉及一種阻燃聚丙烯材料及制備方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯是一種熱塑性塑料，比重輕，成品表面硬度大，彈性高，耐熱性、化學(xué)穩(wěn)定 性、絕緣性良好，被廣泛用于生產(chǎn)、生活的諸多領(lǐng)域，是最有希望實現(xiàn)通用塑料工程化的塑 料品種之一。但是PP極易燃燒，極限氧指數(shù)(LOI)僅為17. 4 18. 5，且燃燒時融滴嚴(yán)重， 容易傳播火焰引起火災(zāi)，使其應(yīng)用存在不安全因素。這就使得PP在電子電氣、通訊器材、家 用電器、汽車電器、建筑材料等行業(yè)應(yīng)用受到限制，為符合阻燃特性要求，必須對PP進行改 性。通過添加阻燃劑提高PP的阻燃性能是擴大其應(yīng)用范圍的有效途徑。
目前，應(yīng)用范圍最廣的是鹵系阻燃劑，但是鹵系阻燃劑由于發(fā)煙量大且釋放出來 的HX氣體具有高腐蝕性，往往發(fā)生二次災(zāi)害。為此，非鹵化已成為阻燃劑開發(fā)應(yīng)用的主要 趨勢。聚丙烯用無鹵阻燃劑主要分為無機阻燃劑和有機阻燃劑。無機阻燃劑有金屬氫氧化 物，如氫氧化鋁、氫氧化鎂等。但其存在添加量大、極大地降低PP的力學(xué)性能等缺點。而有 機類磷氮體系無鹵膨脹型阻燃劑(IFR)以其添加量較少且對PP的力學(xué)性能和電性能影響 較小、綜合性能較好等優(yōu)點正逐漸受到人們的關(guān)注，尤其在解決聚烯烴阻燃化的熔滴這一 難題上具有與其它阻燃劑不可比擬的優(yōu)勢，加之人們對阻燃劑"無鹵化"呼聲日高以及相關(guān) 法規(guī)的完善，給IFR的發(fā)展提供了機遇。 在現(xiàn)有技術(shù)中，雖然提高了PP材料的阻燃性，但是并沒有對阻燃材料的力學(xué)性能 加以提高。雖然，有些技術(shù)方案阻燃性能達到UL94-V0級，但是PP材料的力學(xué)性能尚不理 想，不能達到一些特定產(chǎn)品的規(guī)定要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種阻燃聚丙烯材料及制備方法，其目的是在保持和提高PP的機 械性能的前提下，改善它的阻燃體系，提高它的阻燃性。 為了達到解決上述技術(shù)問題的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是， 一種阻燃聚丙烯材料， 其特征在于，所述材料包括下述組分，以質(zhì)量份數(shù)計，聚丙烯60-70份，抗氧劑0. 3-0. 5份， 無鹵膨脹型阻燃劑22-28份，接枝聚丙烯2-6份，潤滑劑0. 5-0. 7份，填料12-17份。
所述無鹵膨脹型阻燃劑按聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺按6 : 1 : 3比例混合均 勻后，并經(jīng)80°C -9(TC烘3. 5-4. 5h得到。 所述抗氧劑為抗氧劑1010，或抗氧劑168中的至少一種。
所述潤滑劑為硬脂酸鈣、或硬脂酸鋅中的至少一種。
所述填料為滑石粉，所述滑石粉的目數(shù)范圍為800-1250目。
—種阻燃聚丙烯材料的制備方法，所述方法按下述步驟進行 (i)將聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺按6 : i : 3比例加入到混合機中，混合均勻
后，8(TC -g(TC烘3. 5-4. 5h得到無鹵膨脹型阻燃劑；
(2)將聚丙烯，接枝聚丙烯，填料按規(guī)定比例配料，78t: _82°〇干燥4 811，然后按 規(guī)定配比加入無卣膨脹型阻燃劑、潤滑劑和抗氧劑，在高速混合機中充分混合后，加入到擠 出機混煉、出條冷卻至室溫，吹風(fēng)干燥，造粒。 所述擠出機為雙螺桿擠出機，所述擠出機各溫區(qū)溫度設(shè)置如下145°C，150°C， 170°C ， 185°C ， 190°C ， 190°C ， 185°C 。 膨脹型阻燃劑是以磷、氮為主要成分的無鹵阻燃劑，本發(fā)明的無鹵膨脹型阻燃劑 的阻燃機理為當(dāng)聚磷酸銨(APP)受熱分解時，生成具有脫水作用的磷酸和焦磷酸，使多元 醇酯化，脫水炭化，反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸氣和氨氣形成一層多孔膨脹炭層。正是由于IFR膨脹成 炭，減少了可燃性氣體和煙霧的釋放、限制氧氣擴散到聚合物表面，有效地阻止了聚合物燃 燒產(chǎn)生的熔融滴落行為，阻止了火焰的傳播，達到阻燃目的。 根據(jù)膨脹型阻燃劑的阻燃機理，要形成阻燃性能優(yōu)異的膨脹炭層，成炭、發(fā)泡以及 聚合物熱變化的溫度必須匹配。同時膨脹型阻燃劑各成分間的配比對阻燃性能有很大的影 響。本發(fā)明中的無鹵膨脹型阻燃劑采用聚磷酸銨為碳源，季戊四醇為酸源，三聚氰胺為氣 源，采用合適的物料配比，使阻燃劑的阻燃效率得以提高，從而使PP復(fù)合材料在阻燃劑含 量較低的情況下，具有較高的阻燃性，而且對它的物理機械性能影響甚小。


圖1是本發(fā)明阻燃聚丙烯材料的制備方法流程圖。
具體實施例方式
實施l，單位kg。聚丙烯粒子65份，抗氧劑1010 0. 2份，抗氧劑168 0. 2份，無鹵膨脹型阻燃劑25 份，接枝聚丙烯4份，硬脂酸鈣0. 6份，滑石粉15份。
實施2，單位kg。聚丙烯粒子63份，抗氧劑1010 0.2份，抗氧劑168 0. 2份，無鹵膨脹型阻燃劑27 份，接枝聚丙烯4份，硬脂酸鋅0. 6份，滑石粉15份。
實施3，單位kg。 聚丙烯粒子61份，抗氧劑1010 0. 2份，抗氧劑168 0. 2份，無鹵膨脹型阻燃劑27 份，接枝聚丙烯6份，硬脂酸鈣0. 6份，滑石粉15份。
實施4，單位kg。 聚丙烯粒子60份，抗氧劑1010 0. 2份，抗氧劑168 0. 2份，無鹵膨脹型阻燃劑30 份，接枝聚丙烯6份，硬脂酸鈣0. 3份，硬脂酸鋅0. 3份，滑石粉15份。
實施5，單位kg。 聚丙烯粒子70份，抗氧劑1010 0. 2份，抗氧劑168 0. 2份，無鹵膨脹型阻燃劑27 份，接枝聚丙烯6份，硬脂酸鈣0. 7份，滑石粉17份。
實施6，單位kg。 聚丙烯粒子60份，抗氧劑1010 0. 15份，抗氧劑168 0. 15份，無鹵膨脹型阻燃劑 27份，接枝聚丙烯2份，硬脂酸鈣0. 5份，滑石粉12份。 上述實施例中，所述無鹵膨脹型阻燃劑按聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺按
46:1: 3比例混合均勻后，并經(jīng)85。C烘4h得到。 上述實施例中，所述滑石粉的目數(shù)范圍為800-1250目。 參見圖1，上述實施例1-6的制備方法步驟如下 (1)將聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺按6 : 1 : 3比例加入到混合機中，混合均勻 后，8(TC -g(TC烘3. 5-4. 5h得到無鹵膨脹型阻燃劑； (2)將聚丙烯，接枝聚丙烯，填料按規(guī)定比例配料，80°C干燥6h，然后按規(guī)定配比 加入無鹵膨脹型阻燃劑、潤滑劑和抗氧劑，在高速混合機中充分混合后，加入到擠出機混 煉、出條冷卻至室溫，吹風(fēng)干燥，造粒。 所述擠出機為雙螺桿擠出機，所述擠出機各溫區(qū)溫度設(shè)置如下145°C，150°C， 170°C ， 185°C ， 190°C ， 190°C ， 185°C 。
實施例1-5的性能指標(biāo)如下
實例Charpy缺口沖擊強 /(k.T/m2)拉伸強度/MPa扯斷伸長率 /%彎曲強度 /Mpa阻燃性
142.626.413.638.6VO
240.224.312.736.3vo
340.528. 812. 337. 2VO
441.628. 611. 537. 8vo
540.027. 910. 338. 1vo 相關(guān)測試方法和標(biāo)準(zhǔn) 1、 GB/T1040-1992 :拉伸強度測試國家標(biāo)準(zhǔn)，《塑料拉伸性能試驗方法》。
2、 GB/T9341-2000 :彎曲強度測試國家標(biāo)準(zhǔn)，《塑料彎曲性能試驗方法》。
3、 GB/T1043-1993 :沖擊性能測試國家標(biāo)準(zhǔn)，《硬質(zhì)塑料沖擊試驗方法》。
4、采用UL-94試驗標(biāo)準(zhǔn)對材料的阻燃性進行測試。 通過上表可知，本發(fā)明阻燃聚丙烯材料的機械性能得以提高，阻燃性優(yōu)良。 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任
何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等
效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所
作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
權(quán)利要求
一種阻燃聚丙烯材料，其特征在于，所述材料包括下述組分，以質(zhì)量份數(shù)計，聚丙烯60-70份，抗氧劑0.3-0.5份，無鹵膨脹型阻燃劑22-28份，接枝聚丙烯2-6份，潤滑劑0.5-0.7份，填料12-17份。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種阻燃聚丙烯材料，其特征在于所述無鹵膨脹型阻燃劑按 聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺按6 : 1 : 3比例混合均勻后，并經(jīng)8(TC-90°〇烘3.5-4.511 得到。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種阻燃聚丙烯材料，其特征在于所述抗氧劑為抗氧劑1010， 或抗氧劑168中的至少一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種阻燃聚丙烯材料，其特征在于所述潤滑劑為硬脂酸鈣、或 硬脂酸鋅中的至少一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述一種阻燃聚丙烯材料，其特征在于所述填料為滑石粉，所述滑 石粉的目數(shù)范圍為800-1250目。
6. —種阻燃聚丙烯材料的制備方法，其特征在于，所述方法按下述步驟進行(1) 將聚磷酸銨、季戊四醇、三聚氰胺按6 : 1 : 3比例加入到混合機中，混合均勻后， 80°C -g(TC烘3. 5-4. 5h得到無鹵膨脹型阻燃劑；(2) 將聚丙烯，接枝聚丙烯，填料按規(guī)定比例配料，78t: _821:干燥4 811，然后按規(guī)定 配比加入無鹵膨脹型阻燃劑、潤滑劑和抗氧劑，在高速混合機中充分混合后，加入到擠出機 混煉、出條冷卻至室溫，吹風(fēng)干燥，造粒。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于所述擠出機為雙螺桿擠出機，所述擠出機 各溫區(qū)溫度設(shè)置如下145。C ， 150°C ， 170°C ， 185°C ， 190°C ， 190°C ， 185°C 。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種阻燃聚丙烯材料及制備方法，其目的是在保持和提高PP的機械性能的前提下，改善它的阻燃體系，提高它的阻燃性。技術(shù)方案是，一種阻燃聚丙烯材料，所述材料包括下述組分，以質(zhì)量份數(shù)計，聚丙烯60-70份，抗氧劑0.3-0.5份，無鹵膨脹型阻燃劑22-28份，接枝聚丙烯2-6份，潤滑劑0.5-0.7份，填料12-17份。經(jīng)實驗表明，本發(fā)明阻燃聚丙烯材料的機械性能得以提高，阻燃性優(yōu)良。
文檔編號C08K3/00GK101735514SQ200910265319
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月29日
發(fā)明者王愛國, 陳廣龍 申請人:青島國恩科技發(fā)展有限公司