專(zhuān)利名稱(chēng)：一種具有高灼熱絲引燃溫度的阻燃聚丙烯組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明公開(kāi)了一種聚丙烯組合物，特別是一種具有高灼熱絲引燃溫度阻燃聚丙烯組合物。
背景技術(shù)：
阻燃聚丙烯具有高耐熱性、良好的折疊性及良好的阻燃性能，廣泛使用在電子電器、機(jī)械工業(yè)等領(lǐng)域。但這些產(chǎn)品特別是電子產(chǎn)品中某些元件因接觸不良、過(guò)載或短路等原因造成局部過(guò)熱并可能引起燃燒，危及整個(gè)系統(tǒng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)。為防患于未然，檢驗(yàn)電子電器產(chǎn)品著火危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)的做好方法是完全重復(fù)在實(shí)際中發(fā)生的條件，但大多數(shù)情況下是不可能的，因此，為了盡可能模擬實(shí)際中發(fā)生的情況，灼熱絲實(shí)驗(yàn)是較好檢驗(yàn)方法。現(xiàn)有制作產(chǎn)品的要求為，灼熱絲印染溫度達(dá)到750°C，終端產(chǎn)品進(jìn)行750°C的GWIT 測(cè)試時(shí)，有火焰時(shí)間不大于2s，然而由于終端產(chǎn)品形狀和設(shè)計(jì)不同，為使終端產(chǎn)品GWIT達(dá)到750°C，要求不同厚度板材在測(cè)試GWIT時(shí)，都能滿足有焰時(shí)間不大于^，這就需要耐高溫灼熱絲引燃溫度的組合物。專(zhuān)利US 2005/0004277 Al中，公開(kāi)一種溴系阻燃玻璃纖維增強(qiáng)尼龍_6，6阻燃復(fù)合物，其使用阻燃劑為溴聚苯乙烯，通過(guò)加入二乙膦酸(DEPAL)及蜜胺焦磷酸鹽可以提供灼熱絲引燃指數(shù)(GWIT)。專(zhuān)利US 2006/0058432 Al中，描述一種包含金屬磷酸鹽和二磷酸鹽及氮系阻燃劑的無(wú)商阻燃增強(qiáng)尼龍復(fù)合物材料，當(dāng)加入具有聚芳醚、聚醚酰亞胺、聚醚酰亞胺與聚酰亞胺共聚物、聚芳硫醚砜、聚醚醚酮及增韌及SMA(苯乙烯-馬來(lái)酸酐共聚物)，可以提高該體系無(wú)鹵阻燃尼龍復(fù)合物GWIT到775°C以上。專(zhuān)利US 2008/0161490 Al中，涉及到一種無(wú)鹵阻燃熱塑性尼龍復(fù)合物，復(fù)合物由枝化熱塑性尼龍、單或二聚磷酸鹽、含氮阻燃劑和至少含氧或硫一種元素的金屬化合物組成，該復(fù)合物可滿足不同厚度GWIT至少為750°C。中國(guó)專(zhuān)利CN101^8449A公開(kāi)了一種高灼熱絲引燃起燃溫度阻燃增強(qiáng)據(jù)對(duì)苯二甲酸丁二醇酯，由25 68%中兩分據(jù)對(duì)苯二甲酸丁二醇酯、10 30%重量份阻燃劑、2 10%中兩分協(xié)效劑、廣10%中兩分增韌劑和1(Γ40%重量份暴力行為組成，該發(fā)明阻燃增強(qiáng)聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯煽油膏的灼熱絲起燃溫度，較高的力學(xué)性能。中國(guó)專(zhuān)利CN102002221A公開(kāi)了一種無(wú)鹵高灼熱絲起燃溫度阻燃PBT/PC合金材料及其制備方法，該合金材料包含以下重量百分的原料40飛0%的聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯， 20^30%的無(wú)鹵氮磷系阻燃劑，3 10%的相容劑，Γ5%的無(wú)鹵輔助阻燃劑，0. Γ0. 5%的抗氧劑，0. Γ0. 5%的潤(rùn)滑劑。發(fā)明提供材料具有零號(hào)的機(jī)械性能，阻燃性能良好，還具有高灼熱絲起燃溫度。中國(guó)專(zhuān)利CN101735515A公開(kāi)了一種高光澤耐候阻燃VO級(jí)別聚丙烯材料，包括聚丙烯、阻燃劑、阻燃協(xié)效劑，還包括耐候劑、抗氧劑和抗銅害劑中的一種或幾種，其優(yōu)點(diǎn)在于，可制得良好流動(dòng)性、高光澤材料，且具有良好的阻燃效果。
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以上現(xiàn)有技術(shù)均具有的不足之處在于，高灼熱絲起燃溫度較低，且其持久性較差或者所添加的輔料不適用于聚丙烯材料中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開(kāi)了一種具有高耐熱性、良好的折疊性及良好的阻燃性能，能滿足灼熱絲引燃溫度(GWIT)高于750°C要求的一種阻燃聚丙烯高性能復(fù)合材料。一種具有高灼熱絲引燃溫度的阻燃聚丙烯組合物，按重量百分?jǐn)?shù)包括如下組分 聚丙烯；35.0 66. 5%
溴系阻燃劑15.0 20.0%
阻燃協(xié)效劑3.0 8.0%
高效復(fù)合阻燃劑15. (Γ35. 0%
主抗氧劑0. 1 0. 5%
輔助抗氧劑0.1 0.5%
加工助劑0.3 1.0%
所述溴系阻燃劑可以是十溴二苯乙烷、十溴聯(lián)苯醚、溴化苯乙烯等阻燃劑，本專(zhuān)利溴系阻燃劑優(yōu)選十溴二苯乙烷。所述的阻燃協(xié)效劑為三氧化二銻、五氧化二銻、三氧化二銻及硼酸鋅，本專(zhuān)利優(yōu)選
三氧化二銻。所述的高效復(fù)合阻燃劑包含重量15. 0 45. 0%的氮磷系阻燃劑、40. 0 60. 0% 的礦物增強(qiáng)劑及15. 0 30. 0%的硅系樹(shù)脂改性劑。所述的氮磷系阻燃劑可以為三聚氰胺聚磷酸鹽(MPP)，分子量大于1500的高分子聚磷酸銨(APP)，微膠囊包覆紅磷阻燃劑和微膠囊三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA)，氮磷系阻燃劑粒徑為0. 1 μ πΓ ΟΟ μ m,優(yōu)選平均粒徑為0. Γ7. 0 μ m。本專(zhuān)利優(yōu)選微膠囊包覆粒徑為 1.(Γ6.0μπι三聚氰胺氰尿酸鹽。所述的礦物增強(qiáng)劑可以為粒徑(D5tl) 1. (Γ4. 0 μ m的超細(xì)滑石粉，經(jīng)表面處理粒徑 (D50) 1. (Γ3. 0 μ m的沉淀超細(xì)氫氧化鎂或氫氧化鋁、鎂鹽晶須、200(Γ3000目高嶺土及硅灰石。本專(zhuān)利優(yōu)選經(jīng)表面處理粒徑(D5tl) 1. (Γ3. 0 μ m的沉淀超細(xì)氫氧化鎂。所述的硅系樹(shù)脂改性劑可以為有機(jī)硅氧烷，如硅樹(shù)脂，硅橡膠；硅雜鏈聚合物如有機(jī)硅氮烷，本專(zhuān)利優(yōu)選高聚合度的有機(jī)硅氧烷聚合物。所述的主抗氧劑可以為四[甲基-(3，5_ 二叔丁基-4 -羥基苯基)丙酸] 季戊四醇酯(抗氧劑1010)、抗氧劑3114，1，3，5_三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)異氰尿酸(抗氧劑3114)、1，3，5-三(4-叔丁基-3-羥基-2，6- 二甲基芐基)_1，3，5-三嗪-2，4，6-(1氏3!1，5!1)-三酮(抗氧劑1790)中一種。本專(zhuān)利主抗氧劑優(yōu)選抗氧劑1010。所述的輔助抗氧劑可以為亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯(抗氧劑168)、雙 (2. 4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯(抗氧劑627A)、硫代二丙酸二硬脂醇酯(抗氧劑PS80》中的一種或兩種。本專(zhuān)利輔助抗氧劑優(yōu)選抗氧劑168。所述具有高灼熱絲引燃溫度的阻燃聚丙烯組合物的制備方法，包括如下步驟 (1)高效復(fù)合阻燃劑制備將重量百分比為15. 0 45. 0%的氮磷系阻燃劑、40. 0
60. 0%的礦物增強(qiáng)劑及15. 0 30. 0%的硅系樹(shù)脂改性劑的各組分按比例配料，然后在高速混合機(jī)中混合1 3分鐘；
(2)將聚丙烯、溴系阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、高效復(fù)合阻燃劑、主抗氧劑、輔助抗氧劑及加工助劑按比例混合均勻；
(3)采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融共混，溫度控制在180 200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為100 300r/min，通過(guò)螺桿剪切、混煉使各組分混合均勻，然后進(jìn)行造粒、干燥制得。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)如下
a)所述的復(fù)合阻燃劑可在其周?chē)a(chǎn)生微膠囊包覆效果，通過(guò)選用微膠囊包覆三聚氰胺氰尿酸鹽，可在灼熱絲加熱過(guò)程產(chǎn)生氮?dú)?、水等不燃?xì)怏w，而且起到成碳作用，通過(guò)阻隔氧氣，帶走熱量，降低熱傳導(dǎo)；
b)優(yōu)選的經(jīng)表面處理粒徑(D5tl)1. (Γ3. 0 μ m的沉淀超細(xì)氫氧化鎂，在可在灼熱絲加熱過(guò)程產(chǎn)生金屬氧化物降低熱傳導(dǎo)，同時(shí)產(chǎn)生水氣能帶走熱量，表面處理沉淀超細(xì)氫氧化鎂對(duì)阻燃改性聚丙烯組合物力學(xué)性能影響較??；
c)優(yōu)選高聚合度的有機(jī)硅氧烷聚合物可形成碳化硅膠化隔離層，隔絕氧氣，達(dá)到阻燃效果。通過(guò)以上幾種方式綜合使用，可以大大提高阻燃聚丙烯材料的引燃溫度(GWIT)，從而達(dá)到GWIT高于750°C要求，使得阻燃聚丙烯材料滿足廣電子電器、機(jī)械工業(yè)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。所述的具有高灼熱絲引燃溫度阻燃聚丙烯組合物，主要用于各種電子元器件，所述電器設(shè)備由于電的作用可能長(zhǎng)期暴露于熱應(yīng)力下，因而可能惡化降低設(shè)備安全性能，在設(shè)備內(nèi)部容易使火焰蔓延的絕緣材料或其他固體可燃材料的電工電子產(chǎn)品、元件及家用電器部件。
具體實(shí)施例方式在實(shí)施例和比較例中使用的組分十溴二苯乙烷阻燃劑，改性沉淀氫氧化鎂 ’三聚氰胺氰尿酸三聚氰胺，對(duì)稱(chēng)型烷基多酚抗氧劑；亞磷酸酯類(lèi)輔助抗氧劑。實(shí)施例一
(1)制備高效復(fù)合阻燃劑按重量百分比將的氮磷系阻燃劑、礦物增強(qiáng)劑及硅系樹(shù)脂改性劑的各組分按表1比例配料，然后在高速混合機(jī)中混合1 3分鐘；
(2)按重量百分比將聚丙烯、溴系阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、高效復(fù)合阻燃劑、主抗氧劑、輔助抗氧劑及加工助劑按比例混合均勻；
(3)采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融共混，溫度控制在180 200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為100 300r/min，通過(guò)螺桿剪切、混煉使各組分混合均勻，然后進(jìn)行造粒、干燥制得。實(shí)施例二
(1)制備高效復(fù)合阻燃劑按重量百分比將的氮磷系阻燃劑、礦物增強(qiáng)劑及硅系樹(shù)脂改性劑的各組分按表1比例配料，然后在高速混合機(jī)中混合1 3分鐘；
(2)按重量百分比將聚丙烯、溴系阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、高效復(fù)合阻燃劑、主抗氧劑、輔助抗氧劑及加工助劑按比例混合均勻；
(3)采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融共混，溫度控制在180 200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為100 300r/min，通過(guò)螺桿剪切、混煉使各組分混合均勻，然后進(jìn)行造粒、干燥制得。
實(shí)施例三
(1)制備高效復(fù)合阻燃劑按重量百分比將的氮磷系阻燃劑、礦物增強(qiáng)劑及硅系樹(shù)脂改性劑的各組分按表1比例配料，然后在高速混合機(jī)中混合1 3分鐘；
(2)按重量百分比將聚丙烯、溴系阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、高效復(fù)合阻燃劑、主抗氧劑、輔助抗氧劑及加工助劑按比例混合均勻；
(3)采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融共混，溫度控制在180 200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為100 300r/min，通過(guò)螺桿剪切、混煉使各組分混合均勻，然后進(jìn)行造粒、干燥制得。實(shí)施例四
(1)制備高效復(fù)合阻燃劑按重量百分比將的氮磷系阻燃劑、礦物增強(qiáng)劑及硅系樹(shù)脂改性劑的各組分按表1比例配料，然后在高速混合機(jī)中混合1 3分鐘；
(2)按重量百分比將聚丙烯、溴系阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、高效復(fù)合阻燃劑、主抗氧劑、輔助抗氧劑及加工助劑按比例混合均勻；
(3)采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融共混，溫度控制在180 200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為100 300r/min，通過(guò)螺桿剪切、混煉使各組分混合均勻，然后進(jìn)行造粒、干燥制得。實(shí)施例五
(1)制備高效復(fù)合阻燃劑按重量百分比將的氮磷系阻燃劑、礦物增強(qiáng)劑及硅系樹(shù)脂改性劑的各組分按表1比例配料，然后在高速混合機(jī)中混合1 3分鐘；
(2)按重量百分比將聚丙烯、溴系阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、高效復(fù)合阻燃劑、主抗氧劑、輔助抗氧劑及加工助劑按比例混合均勻；
(3)采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融共混，溫度控制在180 200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為100 300r/min，通過(guò)螺桿剪切、混煉使各組分混合均勻，然后進(jìn)行造粒、干燥制得。對(duì)比彳列六
(1)將各組分按比例配料，然后在高速混合機(jī)中混合1 3分鐘；(2)將混合后的混合物采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融共混，溫度控制在180 200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為200 300r/ min，通過(guò)螺桿剪切、混煉使各組分混合均勻，然后進(jìn)行造粒、干燥制得。對(duì)比例七
(1)將各組分按表1比例配料，然后在高速混合機(jī)中混合1 3分鐘；(2)將混合后的混合物采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融共混，溫度控制在180 200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為200 300r/ min，通過(guò)螺桿剪切、混煉使各組分混合均勻，然后進(jìn)行造粒、干燥制得。對(duì)比例八
(1)將各組分按表1比例配料，然后在高速混合機(jī)中混合1 3分鐘；(2)將混合后的混合物采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融共混，溫度控制在180 200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為200 300r/ min，通過(guò)螺桿剪切、混煉使各組分混合均勻，然后進(jìn)行造粒、干燥制得。表1實(shí)施例及對(duì)比例1-8配方(物料配比重量百分比)
物料組分12345678聚丙烯樹(shù)脂61. 2555. 2550. 2546. 2552. 2561. 2555. 2549. 25溴系阻燃劑14. 0018. 0018. 0018. 0014. 0014. 0018. 0018. 00三氧化二銻4. 006. 006. 006. 004. 004. 006. 006. 00滑石粉1250目/////20. 0020. 0020. 00高效復(fù)合阻燃劑MAGNIFIN H5HV20. 0020. 0020. 0020. 0020. 00///
權(quán)利要求
1. 一種具有高灼熱絲引燃溫度的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于包含如下組分，各組分重量百分?jǐn)?shù)為聚丙烯35. 0 -一 66溴系阻燃劑15. 0 20.0%阻燃協(xié)效劑3. 0 8.0%高效復(fù)合阻燃劑15. 0 35.主抗氧劑0. 1 --0.輔助抗氧劑0. 1 0加工助劑0. 3 1. 0%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有高灼熱絲引燃溫度的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于，所述溴系阻燃劑可以是十溴二苯乙烷、十溴聯(lián)苯醚、溴化苯乙烯等阻燃劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有高灼熱絲引燃溫度的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于，所述的阻燃協(xié)效劑為三氧化二銻、五氧化二銻、三氧化二銻及硼酸鋅。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有高灼熱絲引燃溫度的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于，所述的高效復(fù)合阻燃劑由15. 0 45. 0%的氮磷系阻燃劑、40. 0 60. 0%的礦物增強(qiáng)劑及 15. 0 30. 0%的有硅系樹(shù)脂改性劑組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述具有高灼熱絲引燃溫度的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于所述的氮磷系阻燃劑為三聚氰胺聚磷酸鹽，分子量大于1500的高分子聚磷酸銨，微膠囊紅磷阻燃劑或微膠囊三聚氰胺氰尿酸鹽。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述具有高灼熱絲引燃溫度的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于所述的礦物增強(qiáng)劑為粒徑小于4微米的超細(xì)滑石粉，經(jīng)表面處理的沉淀超細(xì)氫氧化鎂或氫氧化鋁、鎂鹽晶須、200(Γ3(ΚΚ)目高嶺土及硅灰石。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述具有高灼熱絲引燃溫度的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于所述的有硅系樹(shù)脂改性劑可以為有機(jī)硅氧烷，如硅樹(shù)脂、硅橡膠；硅雜鏈聚合物如有機(jī)硅氮焼。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有高灼熱絲引燃溫度的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于，所述的主抗氧劑可以為四[甲基-(3，5_ 二叔丁基-4 -羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯、抗氧劑3114，1，3，5_三(3，5-二叔丁基-4-羥基芐基)異氰尿酸、1，3，5_三(4-叔丁基-3-羥基-2，6- 二甲基芐基)-1，3，5-三嗪-2，4，6- (1Η，3Η, 5Η)-三酮中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有高灼熱絲引燃溫度的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于，所述的輔助抗氧劑可以為亞磷酸三(2，4-二叔丁基苯基)酯、雙(2. 4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、硫代二丙酸二硬脂醇酯中的一種或兩種。
10.制備權(quán)利要求1-5所述具有高灼熱絲引燃溫度的阻燃聚丙烯組合物的方法，包括如下步驟(1)高效復(fù)合阻燃劑制備將重量15.0 45. 0%的氮磷系阻燃劑、40. 0 60. 0%的礦物增強(qiáng)劑及15. 0 30. 0%的硅系樹(shù)脂改性劑將各組分按比例配料，然后在高速混合機(jī)中混合1 3分鐘；(2)將聚丙烯、溴系阻燃劑、阻燃協(xié)效劑、高效復(fù)合阻燃劑、主抗氧劑、輔助抗氧劑及加工助劑按比例混合均勻；(3)采用雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行熔融共混，溫度控制在180 200°C，螺桿轉(zhuǎn)速為100 300r/min，通過(guò)螺桿剪切、混煉使各組分混合均勻，然后進(jìn)行造粒、干燥制得。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種具有高灼熱絲引燃溫度的阻燃聚丙烯組合物，其特征在于包含如下組分，各組分重量百分?jǐn)?shù)為聚丙烯35.0～66.5%；溴系阻燃劑15.0～20.0%；阻燃協(xié)效劑3.0～8.0%；高效復(fù)合阻燃劑15.0～35.0%；主抗氧劑0.1～0.5%；輔助抗氧劑0.1～0.5%；加工助劑0.3～1.0%。其優(yōu)點(diǎn)如下a)復(fù)合阻燃劑可在其周?chē)a(chǎn)生微膠囊包覆效果，通過(guò)阻隔氧氣，帶走熱量，降低熱傳導(dǎo)；b超細(xì)氫氧化鎂在可在灼熱絲加熱過(guò)程產(chǎn)生金屬氧化物降低熱傳導(dǎo)，同時(shí)產(chǎn)生水氣能帶走熱量，表面處理沉淀超細(xì)氫氧化鎂對(duì)阻燃改性聚丙烯組合物力學(xué)性能影響較?。籧)高聚合度的有機(jī)硅氧烷聚合物可形成碳化硅膠化隔離層，隔絕氧氣，達(dá)到阻燃效果，并使得GWIT高于750℃要求，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、工業(yè)等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C08K5/03GK102558674SQ20111042673
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者劉奇祥, 姜向新, 寧凱軍, 楊霄云, 肖鵬, 蔡彤旻, 陸湛泉, 陶四平 申請(qǐng)人:上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司, 綿陽(yáng)東方特種工程塑料有限公司, 金發(fā)科技股份有限公司