本發(fā)明涉及高分子阻燃材料領域，特別是一種低煙無鹵阻燃聚丙烯及其制備方法。

背景技術：

隨著塑料技術的發(fā)展以及社會需求的進步，阻燃電纜正在生活中發(fā)揮著越來越重要的作用，越來越多的場合要求使用阻燃電纜。然而由于聚丙烯的填充性差，無法使用氫氧化鋁或者氫氧化鎂進行填充阻燃，所以很多場合只能使用含鹵阻燃劑改性的聚丙烯。然而由于這樣的材料在燃燒時會釋放出大量的有毒有害氣體，會對人員以及環(huán)境造成很大的危害。在這種情況下，市場需要一種改進的電線、電纜材料，確保燃燒時釋放氣體量低，氣體酸性低。

技術實現要素：

發(fā)明目的：針對上述問題，本發(fā)明的一個目的是提供一種低煙無鹵阻燃聚丙烯，既能使聚丙烯具有阻燃功能，而且燃燒時不會釋放大量有毒有害氣體，本發(fā)明的另一目的是提供一種低煙無鹵阻燃聚丙烯的制備方法。

技術方案：為實現上述第一目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種低煙無鹵阻燃聚丙烯，包含按以下質量百分數配比的各組分：聚丙烯55～65％，馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物10～15％，阻燃劑22～33％以及抗氧助劑1～3％，各組分的質量百分比之和為100％。

優(yōu)選的，所述聚丙烯為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物，其中所述均聚聚丙烯的質量百分數為40～60％。

優(yōu)選的，所述馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物熔融指數為0.5～1.5g/10min。

優(yōu)選的，所述阻燃劑為羥基乙叉二膦酸三聚氰胺粉末，粉末的平均粒徑≤10μm。

優(yōu)選的，所述抗氧助劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與硫代二丙酸雙十八酯的混合物，其中所述四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯的質量百分數為25～50％。

為實現上述第二目的，本發(fā)明還提供如下技術方案：

一種低煙無鹵阻燃聚丙烯的制備方法，包括如下步驟：

步驟1、按組成原料的質量百分數配比稱取各組分，先將阻燃劑投入高低速混料機中，設定溫度為85～95℃，預混3～5min，然后將其余組分投入高低速混料機中，混合3～5min，使各組分混合均勻。

步驟2、將混勻的原料放出后，加至雙螺桿擠出機中擠出造粒，拉出料條后經過水槽冷卻、切粒、干燥后包裝。

其中，步驟2中雙螺桿擠出機第一區(qū)的加熱溫度為170～175℃、第二區(qū)至第十區(qū)的加熱溫度為180～185℃、機頭的加熱溫度180～185℃。

其中，步驟2中制得的電纜料為粒型，形狀為圓柱體，長度為0.5cm，橫截面直徑為0.2～0.3cm。

有益效果：與現有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：第一，本發(fā)明中基材樹脂選擇了均聚聚丙烯與共聚聚丙烯按合適比例共混使用改善了材料的可塑性；第二，增韌劑的使用，改善了阻燃劑與基材樹脂的親和性，提高了材料的抗開裂性能；第三，優(yōu)質的無鹵阻燃劑的添加可以提高材料的阻燃性能，同時不會釋放出鹵酸氣體。

具體實施方式

下面結合具體實施例，進一步闡明本發(fā)明，應理解這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領域技術人員對本發(fā)明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。

實施例1

一種低煙無鹵阻燃聚丙烯，包含按以下質量百分數配比的各組分：聚丙烯55％，馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g)15％，阻燃劑29％以及抗氧助劑1％，各組分的質量百分比之和為100％。

其中，聚丙烯為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物，其中均聚聚丙烯的質量百分數為40％；馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g)熔融指數為0.7g/10min，羥基乙叉二膦酸三聚氰胺粉末的平均粒徑≤10μm，抗氧助劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與硫代二丙酸雙十八酯的混合物，其中四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯的質量百分數為50％。

一種低煙無鹵阻燃聚丙烯的制備方法，包括如下步驟：

步驟1、按組成原料的質量百分數配比稱取各組分，先將阻燃劑投入高低速混料機中預混3～5min，加熱溫度為85～95℃，然后將其余組分投入高低速混料機中混合3～5min，使各組分混合均勻。

步驟2、將混勻的原料放出后，加至雙螺桿擠出機中擠出造粒，拉出料條后經過水槽冷卻、切粒、干燥后包裝，雙螺桿擠出機第一區(qū)的加熱溫度為170～175℃、第二區(qū)至第十區(qū)的加熱溫度為180～185℃、機頭的加熱溫度180～185℃，制得的電纜料為粒型，形狀為圓柱體，長度為0.5cm，橫截面直徑為0.2～0.3cm。

電纜的擠出制作：將所述電纜料的制備中最終得到的粒型電纜料，通過電線電纜擠塑機擠出，包覆在導體線芯上，第一區(qū)的加熱溫度為160～170℃、二區(qū)的加熱溫度為170～180℃、三區(qū)的加熱溫度為180～185℃、四區(qū)的加熱溫度為180～185℃、機頭的加熱溫度為180～190℃。

將實施例1制備的產品進行測試實驗，結果如表1所示。

表1測試實驗對比結果

由表1所示，實驗項目中，實施例1產品的氧指數達到了33％，3.2mm試片做UL94燃燒，能達到V0級，且做成的電線能滿足VW-1燃燒試驗。這幾個測試證明了該材料具有優(yōu)異的阻燃性能；在煙密度測試項目中，有焰法和無焰法的測試結果都能滿足JB/T10707-2007標準中對于低煙的要求；鹵酸氣體釋放量的測試表明了材料不含鹵素；高溫卷繞試驗和表面硬度測試證明該材料在保持很高的硬度的同時具有較強的韌性。

實施例2

一種低煙無鹵阻燃聚丙烯，包含按以下質量百分數配比的各組分：聚丙烯60％，馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g)13％，阻燃劑25％以及抗氧助劑2％，各組分的質量百分比之和為100％。

其中，聚丙烯為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物，其中均聚聚丙烯的質量百分數為50％；馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g)熔融指數為0.9g/10min，羥基乙叉二膦酸三聚氰胺粉末的平均粒徑≤10μm，抗氧助劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與硫代二丙酸雙十八酯的混合物，其中四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯的質量百分數為50％。

利用實施例2中配方，根據實施例1中提供的制備方法制得產品，進行測試實驗，結果如表2所示。

表2測試實驗對比結果

由表2所示，實驗項目中，實施例2產品的氧指數達到了30％，3.2mm試片做UL94燃燒，能達到V0級，且做成的電線能滿足VW-1燃燒試驗。這幾個測試證明了該材料具有優(yōu)異的阻燃性能；在煙密度測試項目中，有焰法和無焰法的測試結果都能滿足JB/T10707-2007標準中對于低煙的要求；鹵酸氣體釋放量的測試表明了材料不含鹵素；高溫卷繞試驗和表面硬度測試證明該材料在保持很高的硬度的同時具有較強的韌性。

實施例3

一種低煙無鹵阻燃聚丙烯，包含按以下質量百分數配比的各組分：聚丙烯65％，馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g)10％，阻燃劑23％以及抗氧助劑2％，各組分的質量百分比之和為100％。

其中，聚丙烯為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物，其中均聚聚丙烯的質量百分數為60％；馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g)熔融指數為0.8g/10min，羥基乙叉二膦酸三聚氰胺粉末的平均粒徑≤10μm，抗氧助劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與硫代二丙酸雙十八酯的混合物，其中四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯的質量百分數為50％。

利用實施例3中配方，根據實施例1中提供的制備方法制得產品，進行測試實驗，結果如表3所示。

表3測試實驗對比結果

由表3所示，實驗項目中，實施例3產品的氧指數達到了29％，3.2mm試片做UL94燃燒，能達到V0級，且做成的電線能滿足VW-1燃燒試驗。這幾個測試證明了該材料具有優(yōu)異的阻燃性能；在煙密度測試項目中，有焰法和無焰法的測試結果都能滿足JB/T10707-2007標準中對于低煙的要求；鹵酸氣體釋放量的測試表明了材料不含鹵素；高溫卷繞試驗和表面硬度測試證明該材料在保持很高的硬度的同時具有較強的韌性。

實施例4

一種低煙無鹵阻燃聚丙烯，包含按以下質量百分數配比的各組分：聚丙烯55％，馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g)10％，阻燃劑33％以及抗氧助劑2％，各組分的質量百分比之和為100％。

其中，聚丙烯為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物，其中均聚聚丙烯的質量百分數為50％；馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g)熔融指數為1.5g/10min，羥基乙叉二膦酸三聚氰胺粉末的平均粒徑≤10μm，抗氧助劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與硫代二丙酸雙十八酯的混合物，其中四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯的質量百分數為25％。

利用實施例4中配方，根據實施例1中提供的制備方法制得產品，進行測試實驗，結果如表4所示。

表4測試實驗對比結果

由表4所示，實驗項目中，實施例4產品的氧指數達到了30％，3.2mm試片做UL94燃燒，能達到V0級，且做成的電線能滿足VW-1燃燒試驗。這幾個測試證明了該材料具有優(yōu)異的阻燃性能；在煙密度測試項目中，有焰法和無焰法的測試結果都能滿足JB/T10707-2007標準中對于低煙的要求；鹵酸氣體釋放量的測試表明了材料不含鹵素；高溫卷繞試驗和表面硬度測試證明該材料在保持很高的硬度的同時具有較強的韌性。

實施例5

一種低煙無鹵阻燃聚丙烯，包含按以下質量百分數配比的各組分：聚丙烯65％，馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g)10％，阻燃劑22％以及抗氧助劑3％，各組分的質量百分比之和為100％。

其中，聚丙烯為均聚聚丙烯和共聚聚丙烯的混合物，其中均聚聚丙烯的質量百分數為60％；馬來酸酐接枝氫化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS-g)熔融指數為0.5g/10min，羥基乙叉二膦酸三聚氰胺粉末的平均粒徑≤10μm，抗氧助劑為四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯與硫代二丙酸雙十八酯的混合物，其中四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯的質量百分數為40％。

利用實施例5中配方，根據實施例1中提供的制備方法制得產品，進行測試實驗，結果如表5所示。

表5測試實驗對比結果

由表5所示，實驗項目中，實施例5產品的氧指數達到了28％，3.2mm試片做UL94燃燒，能達到V0級，且做成的電線能滿足VW-1燃燒試驗。這幾個測試證明了該材料具有優(yōu)異的阻燃性能；在煙密度測試項目中，有焰法和無焰法的測試結果都能滿足JB/T10707-2007標準中對于低煙的要求；鹵酸氣體釋放量的測試表明了材料不含鹵素；高溫卷繞試驗和表面硬度測試證明該材料在保持很高的硬度的同時具有較強的韌性。

以上實施例均表明本發(fā)明提供的低煙無鹵阻燃聚丙烯具有優(yōu)異的阻燃性能，不會釋放有毒的鹵酸氣體，是一種環(huán)境友好的阻燃材料。本發(fā)明具有良好的可塑性，阻燃劑與聚丙烯之間具有良好的親和性，抗開裂性能好，具有優(yōu)良阻燃性能的同時不會釋放有毒的鹵酸氣體，極大地減少了發(fā)生火災時有害氣體對人員的危害。