一種防靜電無(wú)鹵阻燃聚丙烯片材及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于復(fù)合塑料片材領(lǐng)域，具體涉及一種防靜電無(wú)鹵阻燃聚丙烯片材及其制 備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 含鹵聚合物或與含鹵阻燃劑組合而成的阻燃混合物具有優(yōu)良的阻燃性能，曾作為 阻燃材料被廣泛應(yīng)用。但是，火災(zāi)發(fā)生時(shí)，這類含鹵阻燃材料會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧和有毒的腐 蝕性鹵化氫氣體，造成二次危害。無(wú)鹵阻燃材料是在材料中加入無(wú)鹵阻燃劑，這種材料燃燒 時(shí)不揮發(fā)、不產(chǎn)生腐蝕性氣體。無(wú)鹵阻燃劑主要以磷系化合物和金屬氫氧化物為主，另外還 有硅系阻燃劑及氮系阻燃劑等，這些阻燃劑被稱為無(wú)公害阻燃劑，近來(lái)得到廣泛應(yīng)用。
[0003] 聚丙烯片材由于綜合力學(xué)性能好、無(wú)毒、質(zhì)輕、耐腐蝕電性能好等優(yōu)點(diǎn)，因此在電 子行業(yè)被廣泛用作墊片材料。但是聚丙烯片材屬于易燃材料，燃燒時(shí)產(chǎn)生大量滴落的熔滴， 極易傳播火焰；而且聚丙烯片材也極易產(chǎn)生靜電，在應(yīng)用于電子產(chǎn)品時(shí)，會(huì)產(chǎn)生靜電擊穿， 危害電子產(chǎn)品的品質(zhì)。因此做防靜電無(wú)鹵阻燃聚丙烯片材非常重要，且有廣泛的用途。
[0004] 中國(guó)專利CN200810218610. 3公開(kāi)了一種無(wú)鹵阻燃聚丙烯復(fù)合絕緣片，采用三層 復(fù)合結(jié)構(gòu)，上下層采用三嗪類阻燃劑，但其阻燃等級(jí)只能達(dá)到UL94V-2(UL94標(biāo)準(zhǔn)中阻燃等 級(jí)由HB，V_2，V_1向V_0逐級(jí)遞增；其中V_2等級(jí)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為：對(duì)樣品進(jìn)彳丁兩次10秒的 燃燒測(cè)試后，火焰在60秒內(nèi)熄滅；可以有燃燒物掉下。V-1的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為：對(duì)樣品進(jìn)行兩次 10秒的燃燒測(cè)試后，火焰在60秒內(nèi)熄滅；不能有燃燒物掉下。V-0的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為：對(duì)樣品進(jìn) 行兩次10秒的燃燒測(cè)試后，火焰在30秒內(nèi)熄滅；不能有燃燒物掉下。），中間層采用含磷 阻燃劑，使整體阻燃等級(jí)可以達(dá)到UL94V-1/V-0。但是，此專利阻燃性能有所提高，并沒(méi)有提 到防靜電性能的改善；而且其結(jié)構(gòu)在三層中都添加了阻燃劑這種無(wú)機(jī)粉末類物質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致 片材整體物理性能下降。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)一般通過(guò)添加無(wú)機(jī)導(dǎo)電粒子如炭黑、石墨烯等實(shí)現(xiàn)抗靜電、防靜電性能， 因此一般只能做成黑色，給其用途造成了很大的局限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種防靜電無(wú)鹵阻燃聚丙烯片 材，該片材阻燃性高、防靜電性能好。
[0007] 為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0008] 一種防靜電無(wú)鹵阻燃聚丙烯片材，其特征在于，由上至下包括防靜電層、阻燃層、 聚丙烯純料層、阻燃層、防靜電層，其中，所述聚丙烯純料層為擠出級(jí)聚丙烯純料，所述防靜 電層由導(dǎo)電高分子溶液涂覆干燥后制備得到。阻燃層通過(guò)添加磷氮系阻燃劑實(shí)現(xiàn)阻燃性 能；防靜電層通過(guò)涂布導(dǎo)電高分子溶液實(shí)現(xiàn)防靜電性能。防靜電無(wú)鹵阻燃聚丙烯片材的厚 度為 0? 2_4mm，例如 0? 2mm、0. 4mm.0. 6mm.0. 8mm、1. 0mm. 1. 2mm、1. 5mm、1. 8mm、2. 0mm、2. 4mm. 2. 8mm、3. 0mm、3. 3mm、3. 5mm、3. 8mm、4. 0mm〇
[0009] 聚丙烯純料層選擇擠出級(jí)聚丙烯純料，可以保證五層片材整體的強(qiáng)度。聚丙烯純 料層不能夠太薄，太薄的話，不能起到支撐作用，進(jìn)而保證片材整體強(qiáng)度；太厚的話，阻燃性 能不能保證，因此聚丙稀純料層的厚度為〇? 1~1. 5mm，例如0?lmm、0. 2mm、0. 4mm、0. 6mm、 0. 8mm、L0mm、L1mm、L3mm、L5mm〇
[0010] 如果最外側(cè)的防靜電層涂層太薄，不能使導(dǎo)電高分子材料完全均勻覆蓋到片材 表面，影響防靜電性能；如果涂層太厚，由于涂層中并沒(méi)有添加阻燃劑成份，會(huì)影響整體的 阻燃性能和滴落性能，因此最外側(cè)的防靜電層的涂層厚度控制在1~l〇ym，例如lym、 1. 5ym、2ym、2. 5ym、3ym、3. 5ym、4ym、4. 5ym、5ym、5. 5ym、6ym、6. 5ym、7ym、 7. 5ym、8ym、8. 5ym、9ym、9. 5ym、10ym〇
[0011] 阻燃層按質(zhì)量份計(jì)包括如下組分：
[0012] 擠出級(jí)聚丙烯為55-75份，例如55份、60份、65份、70份、75份；
[0013] 注塑級(jí)聚丙烯為5-10份，例如5份、6份、7份、8份、9份、10份；
[0014] 磷氮復(fù)合阻燃劑為15-40份，例如15份、20份、25份、30份、35份、40份；
[0015] 抗滴落劑為0. 5-3份，例如0. 5份、1份、1. 5份、2份、2. 5份、3份；
[0016] 抗氧劑為0. 1-0. 5份，例如0. 1份、0. 2份、0. 3份、0. 4份、0. 5份；
[0017] 潤(rùn)滑劑為0. 1-0. 5份，例如0. 1份、0. 2份、0. 3份、0. 4份、0. 5份。
[0018] 阻燃層通過(guò)添加磷氮系復(fù)合阻燃劑實(shí)現(xiàn)無(wú)鹵阻燃性能，通過(guò)添加抗滴落劑解決燃 燒過(guò)程產(chǎn)生的滴落問(wèn)題。由于添加了磷氮系阻燃劑，因此材料的在擠出流動(dòng)性方面會(huì)有問(wèn) 題，本發(fā)明通過(guò)添加注塑級(jí)聚丙烯來(lái)解決。
[0019] 抗滴落劑為聚四氟乙烯類抗滴落劑，優(yōu)選地，所述抗滴落劑為包覆型聚四氟乙烯 抗滴落劑和非包覆型聚四氟乙烯抗滴落劑中的一種。
[0020] 抗氧劑為市售常用抗氧劑，例如抗氧劑1010、抗氧劑163。
[0021] 潤(rùn)滑劑為市售常用潤(rùn)滑劑，例如硬脂酸鋅、硬脂酸鋇。
[0022] 最外側(cè)的防靜電層通過(guò)涂布導(dǎo)電高分子溶液實(shí)現(xiàn)本征防靜電目的，導(dǎo)電高分子溶 液中的導(dǎo)電高分子為聚噻吩、聚吡咯和離子液體中的一種或至少兩種，溶劑為水、小分子 醇類中的至少一種；優(yōu)選地，小分子醇類為乙醇、異丙醇和乙二醇中的一種或至少兩種。
[0023] 本發(fā)明的目的之二在于提供一種防靜電無(wú)鹵阻燃聚丙烯片材的制備方法，包括如 下步驟：
[0024] (1)擠出造粒制備無(wú)鹵阻燃聚丙烯粒料；
[0025] (2)將擠出級(jí)聚丙烯純粒料放于中間作為聚丙烯純料層，將步驟（1)制備的無(wú)鹵 阻燃聚丙烯粒料放于擠出級(jí)聚丙烯純粒料的兩側(cè)作為阻燃層，由三層共擠片材設(shè)備壓延擠 出制備得到阻燃層、聚丙烯純料層、阻燃層無(wú)鹵阻燃聚丙烯；
[0026] (3)在上述阻燃層、聚丙烯純料層、阻燃層無(wú)鹵阻燃聚丙烯的兩側(cè)涂覆導(dǎo)電高分子 溶液，干燥后得到防靜電層、阻燃層、聚丙烯純料層、阻燃層、防靜電層的防靜電無(wú)鹵阻燃聚 丙烯片材。
[0027] 其中步驟（1)的擠出造粒條件為由雙螺桿擠出機(jī)在180_200°C擠出造粒；步驟 (2)具體為：將擠出級(jí)聚丙烯純粒料放于中間作為聚丙烯純料層，將步驟（1)制備的無(wú) 鹵阻燃聚丙烯粒料放于擠出級(jí)聚丙烯純粒料的兩側(cè)作為阻燃層，由兩臺(tái)單螺桿擠出機(jī)于 180-20(TC分別熔融塑化，經(jīng)三層共擠片材設(shè)備壓延擠出，成型后冷卻切邊得到所述阻燃 層、聚丙烯純料層、阻燃層無(wú)鹵阻燃聚丙烯；步驟（3)通過(guò)涂布工藝實(shí)現(xiàn)。
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：一種防靜電無(wú)鹵阻燃聚丙烯片材，由上至 下包括防靜電層、阻燃層、聚丙烯純料層、阻燃層、防靜電層，其中，所述聚丙烯純料層為擠 出級(jí)聚丙烯純料。本發(fā)明的防靜電無(wú)鹵阻燃聚丙烯片材的阻燃層通過(guò)添加磷氮系阻燃劑實(shí) 現(xiàn)阻燃性能；防靜電層通過(guò)涂覆導(dǎo)電高分子溶液實(shí)現(xiàn)防靜電性能，因此本發(fā)明的防靜電無(wú) 鹵阻燃聚丙烯片材阻燃性高、防靜電性能好，可以廣泛用于電子行業(yè)。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0030] 如無(wú)具體說(shuō)明，本發(fā)明的各種原料均可市售購(gòu)得，或根據(jù)本領(lǐng)域的常規(guī)方法制備 得到。
[0031] 實(shí)施例1
[0032] 稱取60kg擠出級(jí)聚丙烯、7kg注塑級(jí)聚丙烯、23kg磷氮復(fù)合阻燃劑、1. 5kg聚四氟 乙烯滴落劑、〇. 2kg抗氧劑1010、0. 2kg硬脂酸鋅潤(rùn)滑劑，由雙螺桿擠出機(jī)在195°C擠出造 粒得到無(wú)鹵阻燃聚丙烯粒料；將聚丙烯純粒料放到三層共擠片材設(shè)備的主螺桿料斗，無(wú)鹵 阻燃聚丙烯粒料放入輔螺桿料斗，于195°C分別熔融塑化，經(jīng)三層共擠片材設(shè)備壓延擠出， 成型后冷卻切邊得到阻燃層、聚丙烯純料層、阻燃層無(wú)鹵阻燃聚丙烯；以聚噻吩為導(dǎo)電高分 子，以異丙醇為溶劑制備導(dǎo)電高分子溶液，在上述阻燃層、聚丙烯純料層、阻燃層無(wú)鹵阻燃 聚丙烯的外側(cè)涂布導(dǎo)電高分子溶液，干燥后得到防靜電層、阻燃層、聚丙烯純料層、阻燃層、 防靜電層的防靜電無(wú)鹵阻燃聚丙烯片材。
[0033] 測(cè)試制備得到的防靜電無(wú)鹵阻燃聚丙烯片材的表面電阻、靜電耗散時(shí)間、阻燃性 能、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。
[0034]