專利名稱：高效無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種阻燃聚丙烯材料技術(shù)領(lǐng)域，具體來講是一種高效無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚丙烯(PP)是一種綜合性能優(yōu)良的通用塑料，具有良好的加工性能、力學(xué)性能、耐化學(xué)腐蝕性和電絕緣性，同時有無毒、質(zhì)輕等優(yōu)點，越來越廣泛應(yīng)用于建筑材料、汽車工業(yè)、 家用電器、電子、包裝材料等方面，并且增長速度很快。然而聚丙烯也有其固有的易燃性，氧指數(shù)為17-18%，并且燃燒時產(chǎn)生大量的熔滴，火災(zāi)危險性較大，屬于易燃材料，限制了聚丙烯在阻燃要求高的場合的使用。隨著聚丙烯的廣泛應(yīng)用，由此帶來的火災(zāi)越來越多。為此， 非常有必要對聚丙烯進(jìn)行阻燃改性。工業(yè)上較為常用和經(jīng)濟(jì)的方法是添加阻燃劑法。聚丙烯常用的阻燃劑由三大類，分別是含鹵阻燃劑(尤其是含溴阻燃劑)、金屬氫氧化物和膨脹型阻燃劑。含鹵阻燃劑，尤其是溴系阻燃劑與三氧化二銻(Sb2O3)的復(fù)配體系，具有較好的阻燃效果，但是該類阻燃劑在燃燒時會釋放出大量的有毒有害的氣體，例如鹵化氫、二噁英等氣體，造成二次污染，嚴(yán)重危害生命安全和環(huán)境安全。隨著《RoHS指令》的頒布和人民環(huán)保意識的提高，含鹵阻燃劑體系逐漸遭到禁用。金屬氫氧化物具有無毒、無污染等優(yōu)點，但是阻燃效率低，需要較大的添加量(通常需要添加50-60%wt)才能達(dá)到所需的阻燃等級，與基材的相容性差，對材料的力學(xué)性能有很大的損害，從而限制了其在材料中的應(yīng)用。因此， 人們開始尋求適合于高分子材料的環(huán)保、高效、無鹵、低毒、低煙的阻燃劑。膨脹型阻燃劑(IFR)被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的環(huán)保型阻燃劑，并且已經(jīng)成為研究開發(fā)的熱點。膨脹型阻燃劑(IFR)常由磷-氮為主要阻燃元素，在燃燒時能形成膨脹炭層， 阻隔空氣和熱量的傳遞，從而發(fā)揮阻燃作用。最早開發(fā)的膨脹型阻燃劑為多聚磷酸銨(APP) 與季戊四醇(PER)和三聚氰胺(MEL)三個復(fù)合得到，對聚烯烴具有良好的阻燃性能。專利 CN01128575介紹了用季戊四醇磷酸酯和三聚氰胺磷酸鹽復(fù)配制備聚烯烴無鹵膨脹型阻燃劑。專利CN02124783也采用了三聚氰胺聚磷酸鹽與季戊四醇和其酯，或季
戊四醇和其酯或三季戊四醇及其酯作為膨脹型阻燃劑。專利CN1446844A公開了一種新型的膨脹型阻燃劑，對聚烯烴有良好的阻燃性能。目前，使用的膨脹型阻燃劑還存在下述缺點1、阻燃效率低，添加量較大，通常需要添加30%的阻燃劑；2、與基材的相容性較差，對基材的力學(xué)性能損害較大；3、膨脹型阻燃劑的水溶性較大，不適用于長期與水接觸?；谏鲜鲈?，膨脹型阻燃劑在聚丙烯復(fù)合材料中的應(yīng)用范圍大大縮小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在克服上述缺點，提供一種高效無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，主要解決了阻燃的阻燃效率低、水溶性能高的問題。采用本發(fā)明的無鹵阻燃劑具有阻燃效率高、添加量小，對材料的力學(xué)性能影響小等優(yōu)點。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的第一發(fā)明目的是這樣實現(xiàn)的，其是一種高效無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于包括聚丙烯68-8 ，膨脹型阻燃劑17. 5-30%,阻燃增效劑 0-5%，抗氧劑0. 1-0. 5%，潤滑劑0-0. 5%，抗滴落劑0-0. 5%,它們?yōu)橹亓堪俜直取Ｋ龅木郾榫劬郾┗蚬簿鄹男跃郾?。所述的膨脹型阻燃劑包括季戊四醇磷酸?PEPA) 25-50%、多聚磷酸銨(APP ) 25-75%及阻燃增效劑0-25%。所述的多聚磷酸酸銨(APP)為高聚合度結(jié)晶II型聚磷酸銨，高聚合度結(jié)晶II型聚磷酸銨的結(jié)構(gòu)式為
權(quán)利要求
1.一種高效無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于包括聚丙烯68-8 ，膨脹型阻燃劑 17. 5-30%,阻燃增效劑0-5%，抗氧劑0. 1-0. 5%，潤滑劑0-0. 5%，抗滴落劑0-0. 5%,它們?yōu)橹亓堪俜直取?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種高效無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的聚丙烯為均聚聚丙烯或共聚改性聚丙烯。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種高效無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的膨脹型阻燃劑包括季戊四醇磷酸酯(PEPA) 25-50%、多聚磷酸銨(APP) 25-75%及阻燃增效劑 0-25%，它們?yōu)橹亓堪俜直取?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求書3所述的一種高效無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的多聚磷酸銨(APP)為高聚合度結(jié)晶II型聚磷酸銨，高聚合度結(jié)晶II型聚磷酸銨的結(jié)構(gòu)式為H4NO-I-P4ΓΟΝΗ4其中高聚合度為η彡1500，APP在無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料中 ONH4的含量為5-25%，最佳含量為5-15%。
5.根據(jù)權(quán)利要求書3所述的一種高效無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的季戊四醇磷酸酯(PEPA)的結(jié)構(gòu)式為化學(xué)名為1-氧代-4-羥甲基-1-磷雜-2，6，7-三氧雜雙環(huán)[2，2，2]辛烷(簡稱PEPA)， PEPA在無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料中的含量為5-15%，最佳含量為5-10%。
6.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種高效無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的阻燃增效劑為二氧化錳、氧化鋅、納米二氧化硅中的一種或幾種混合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種高效無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的抗氧劑為抗氧劑1010、168中的一種或兩者的混合物，其用量為0. 1-0. 5%。
8.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種高效無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的潤滑劑為硬脂酸、硬脂酸鋅、硬脂酸鈣、聚丙烯蠟、油酸酰胺、芥酸酰胺和N，N-乙撐雙硬脂酸酰胺(EBS)中的一種或幾種混合物，其用量為0-0. 5%。
9.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的一種高效無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料，其特征在于所述的抗滴落劑為聚四氟乙烯。
10.一種高效無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料的制備方法，其特征在于首先，將季戊四醇磷酸酯(PEPA》5-50%、多聚磷酸銨(APP)25-75%及阻燃增效劑0-25% 投入到高速混合機混合5-20分鐘，制成膨脹型阻燃劑；然后將聚丙烯68-8 、膨脹型阻燃劑17. 5-30%、阻燃增效劑0-5%、抗氧劑0. 1-0. 5%、潤滑劑0-0. 5%及抗滴落劑0-0. 5%投入到高速混合機內(nèi)混合5-20分鐘，再用雙螺桿擠出機擠出、冷卻、造?；螂p輥混煉機混合均勻，得到高效無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高效無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料及其制備方法，其特征在于首先，將季戊四醇磷酸酯(PEPA)25-50%、多聚磷酸銨(APP)25-75%及阻燃增效劑0-25%投入到高速混合機混合5-20分鐘，制成膨脹型阻燃劑；然后將聚丙烯68-82%、膨脹型阻燃劑17.5-30%、阻燃增效劑0-5%、抗氧劑0.1-0.5%、潤滑劑0-0.5%及抗滴落劑0-0.5%投入到高速混合機內(nèi)混合5-20分鐘，再用雙螺桿擠出機擠出、冷卻、造?；螂p輥混煉機混合均勻，得到高效無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料。其具有阻燃級別能達(dá)到V-0級(3.2mm)，與含鹵阻燃劑相比，無鹵阻燃聚丙烯燃燒時具有發(fā)煙量小、煙密度低、有毒有害氣體釋放量小、阻燃效率高等優(yōu)點。
文檔編號C08K7/24GK102367306SQ20111012665
公開日2012年3月7日 申請日期2011年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月17日
發(fā)明者馮才敏, 劉洪波, 梁敏儀, 黃健光 申請人:順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院