CN101550253A - 无卤阻燃聚丙烯材料 - Google Patents

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Abstract

一种无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于：由10％～20％的第一种共聚聚丙烯、27.5％～47.5％的第二种共聚聚丙烯、0.1％～0.5％的受阻酚热稳定剂、0.1％～0.5％的硫代酯热稳定剂、0.1％～0.5％的金属钝化剂、0.1％～0.5％的磷酸酯加工稳定剂、2％～10％的1，3苯二酚双(二苯基磷酸酯)、0.1％～0.5％的水滑石防酸剂和30％～50％的聚磷酸铵原材料组成。本发明采用熔融指数为0.2g/10min～0.5g/10min的共聚聚丙烯和熔融指数为1g/10min～3g/10min的共聚聚丙烯进行混合复配的方式得到，具有优良的成膜加工性能，可以做成不同厚度的薄膜(0.2mm～0.6mm)。

Description

无卤阻燃聚丙烯材料
技术领域
本发明涉及一种无卤阻燃聚丙烯材料，主要用于制作电子电器的防高压击穿绝缘膜。
背景技术
阻燃聚丙烯薄膜具有良好的耐折叠性和耐高压击穿性(可耐5000V以上高压)，因此在电子电器行业具有广泛的应用。目前只用使用有卤阻燃剂的聚丙烯薄膜才能达到电子电器行业的苛刻的阻燃要求。有卤阻燃剂在燃烧时释放出大量的浓烟和腐蚀性卤化物，造成人员伤亡并腐蚀各种设备，造成所谓的“二次灾害”。随着对卤素阻燃材料危害性的认识的加深，几乎所有的卤素阻燃材料正在逐渐被无卤阻燃材料替代，在电子电器行业这种趋势更加明显，在2010年后将淘汰所有卤素阻燃产品(特殊应用除外)，所以急切需要一种无卤阻燃型且又能满足阻燃要求和其他性能要求的薄膜级聚丙烯材料。
另外，目前市场上也有使用薄膜级无卤阻燃聚碳酸酯材料，但是该材料的耐高压击穿性不及有卤阻燃聚丙烯，耐折叠性能也差。
发明内容
本发明提供一种无卤阻燃聚丙烯材料，目的是解决现有的有卤阻燃聚丙烯材料不满足环保要求的问题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种无卤阻燃聚丙烯材料，由下列质量百分含量的原材料组成：
第一种共聚聚丙烯            10％～20％；
第二种共聚聚丙烯            27.5％～47.5％；
受阻酚热稳定剂              0.1％～0.5％；
硫代酯热稳定剂              0.1％～0.5％；
金属钝化剂                  0.1％～0.5％；
磷酸酯加工稳定剂            0.1％～0.5％；
1，3苯二酚双(二苯基磷酸酯)  2％～10％；
水滑石防酸剂                0.1％～0.5％；
聚磷酸铵                    30％～50％；
所述第一种共聚聚丙烯的熔融指数为0.2g/10min～0.5g/10min；所述第二种共聚聚丙烯的熔融指数为1g/10min～3g/10min；所述受阻酚热稳定剂是1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1-3-5-三嗪-2，4，6(1H，3H，5H)-三酮；所述硫代酯热稳定剂是硫代二丙酸二十八酯；所述金属钝化剂是3-水杨酰胺基-1，2，4-三氮唑；所述磷酸酯加工稳定剂是三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯；所述聚磷酸铵符合下列通式：
Figure A20091003138800041
式中，n和m之和大于或等于1000；R1代表NH4、碳原子数为1～10的伯胺的胺基去除一个氢原子后的残基、或者碳原子数为1～10的仲胺的胺基去除一个氢原子后的残基。n和m之和最好小于等于10000。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，所述R1代表三聚氰胺、吗啉、哌啶或哌嗪的胺基去除一个氢原子后的残基。
2、上述方案中，所述受阻酚类抗氧剂选用下列化合物的一种、两种或者两种以上的混合物也可以：
2，6-二叔丁基-4-甲酚；
十八烷基-3，5-双(1，1-二甲基乙基)-4-羟基苯丙酸酯；
2，2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基酚)；
1，1，3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷；
四(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸季戊四醇酯；
1，3，5-三甲基-2，4.6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)苯；
2，2’-硫代双(4-甲基-6-特丁基苯酚)；
4，4’-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)；
2，5-二叔丁基对苯二酚；
对苯二酚二苄醚。
但是选用1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)-均三嗪-2，4，6-(1H，3H，5H)三酮效果最好。
3、水滑石(LDHs)是一类具有层状结构的新型无机功能材料，其化学组成可以表示为[MII1-xMIIIx(OH)2]x+(An-)x/n·mH2O，其中MII为Mg2+、Ni2+、Co2+、Zn2+、Cu2+等二价金属阳离子；MIII为Al3+、Cr3+、Fe3+、Sc3+等三价金属阳离子；An-为阴离子，如CO3 -2、NO3 -、Cl-、OH-、等无机和有机离子以及络合离子，当x值在0.2～0.33之间，即MII/MIII摩尔比介于2～4之间时能得到结构完整的LDHs。水滑石晶体为六方晶系。由于他们的主体成份一般是由两种金属的氢氧化物构成，因此又称其为双金属氢氧化物。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
1、本发明采用聚磷酸铵作为阻燃剂，从而避免了使用有卤阻燃剂时对环境所造成的污染。
2、本发明采用熔融指数为0.2g/10min～0.5g/10min的共聚聚丙烯和熔融指数为1g/10min～3g/10min的共聚聚丙烯进行混合复配的方式得到，具有优良的成膜加工性能，可以做成不同厚度的薄膜(0.2mm～0.6mm)。
3、本发明的阻燃性能达到0.4mm UL-94V-0级和0.2mm UL-94VTM-0标准。
4、本发明极大的提高了无卤阻燃聚丙烯材料的长期耐热温度，0.4mm薄膜及0.2mm薄膜在150℃老化700小时而不龟裂，且保持一定强度和韧性，长期耐热温度(RTI)达115℃；
5、本发明保持了聚丙烯良好耐高压击穿性、耐折叠性及物理机械性能，克服了现有聚碳酸酯无卤阻燃薄膜材料的电性能差、耐折叠性能差等缺点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：一种无卤阻燃聚丙烯材料
材料配方如下表：
  材料   质量百分含量(％)
  第一种共聚聚丙烯   15
  第二种共聚聚丙烯   45.5
  受阻酚热稳定剂   0.3
  硫代酯热稳定剂   0.1
  金属钝化剂   0.2
  磷酸酯加工稳定剂   0.4
  1，3苯二酚双(二苯基磷酸酯)   2
  水滑石防酸剂   0.5
  聚磷酸铵   36
所述第一种共聚聚丙烯的熔融指数为0.2g/10min～0.5g/10min；所述第二种共聚聚丙烯的熔融指数为1g/10min～3g/10min；所述受阻酚热稳定剂是1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1-3-5-三嗪-2，4，6(1H，3H，5H)-三酮；所述硫代酯热稳定剂是硫代二丙酸二十八酯；所述金属钝化剂是3-水杨酰胺基-1，2，4-三氮唑；所述磷酸酯加工稳定剂是三(2，4-二叔丁基)磷酸苯酯；所述聚磷酸铵符合下列通式：
Figure A20091003138800061
式中，n和m之和大于或等于2000；R1代表三聚氰胺胺基去除一个氢原子后的残基。
本发明采用不同熔融指数的共聚聚丙烯树脂搭配，加入一定量的无卤主阻燃剂并配以一定量的辅助阻燃剂及其它加工助剂、各种抗氧剂，使用平行同向双螺杆挤出机挤出造粒制备而成。
制造方法：两种聚丙烯同受阻酚热稳定剂、硫代酯热稳定剂、金属钝化剂、1，3苯二酚双(二苯基磷酸酯)和水滑石防酸剂一起混合均匀，从螺杆挤出机的第一个主加料口加入，阻燃剂聚磷酸铵和磷酸酯加工稳定剂从挤出机的第二个和第三个加料口分开加入，然后混炼、冷却、造粒而成。
实施例二：一种无卤阻燃聚丙烯材料
材料配方如下表：
  材料   质量百分含量(％)
第一种共聚聚丙烯 10
  第二种共聚聚丙烯   31
  受阻酚热稳定剂   0.2
  硫代酯热稳定剂   0.3
  金属钝化剂   0.1
  磷酸酯加工稳定剂   0.3
  1，3苯二酚双(二苯基磷酸酯)   9
  水滑石防酸剂   0.1
  聚磷酸铵   49
所述聚磷酸铵符合下列通式：
Figure A20091003138800071
式中，n和m之和为1000；R1代表吗啉的胺基去除一个氢原子后的残基。
本实施例中技术方案的其它部分同实施例一。
实施例三：一种无卤阻燃聚丙烯材料
材料配方如下表：
  材料   质量百分含量(％)
  第一种共聚聚丙烯   20
  第二种共聚聚丙烯   27.5
  受阻酚热稳定剂   0.1
  硫代酯热稳定剂   0.3
  金属钝化剂   0.4
  磷酸酯加工稳定剂   0.2
  1，3苯二酚双(二苯基磷酸酯)   10
  水滑石防酸剂   0.5
  聚磷酸铵   41
n和m之和为2000；R1代表哌啶的胺基去除一个氢原子后的残基。
本实施例中技术方案的其它部分同实施例一。
实施例四：一种无卤阻燃聚丙烯材料
材料配方如下表：
  材料   质量百分含量(％)
  第一种共聚聚丙烯   14
  第二种共聚聚丙烯   32
  受阻酚热稳定剂   0.1
  硫代酯热稳定剂   0.2
  金属钝化剂   0.4
  磷酸酯加工稳定剂   0.5
  1，3苯二酚双(二苯基磷酸酯)   6.5
  水滑石防酸剂   0.3
  聚磷酸铵   45
n和m之和为2500；R1代表三聚氰胺的胺基去除一个氢原子后的残基。
本实施例中技术方案的其它部分同实施例一。
实施例五：一种无卤阻燃聚丙烯材料
材料配方如下表：
  材料   质量百分含量(％)
  第一种共聚聚丙烯   17
  第二种共聚聚丙烯   34
  受阻酚热稳定剂   0.1
  硫代酯热稳定剂   0.4
  金属钝化剂   0.2
  磷酸酯加工稳定剂   0.1
  1，3苯二酚双(二苯基磷酸酯)   5
  水滑石防酸剂   0.2
  聚磷酸铵   43
所述聚磷酸铵符合下列通式：
Figure A20091003138800081
式中，n和m之和为3000；R1代表哌嗪的胺基去除一个氢原子后的残基。
本实施例中技术方案的其它部分同实施例一。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1、一种无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于：由下列质量百分含量的原材料组成：
第一种共聚聚丙烯                10％～20％；
第二种共聚聚丙烯                27.5％～47.5％；
受阻酚热稳定剂                  0.1％～0.5％；
硫代酯热稳定剂                  0.1％～0.5％；
金属钝化剂                      0.1％～0.5％；
磷酸酯加工稳定剂                0.1％～0.5％；
1，3苯二酚双(二苯基磷酸酯)      2％～10％；
水滑石防酸剂                    0.1％～0.5％；
聚磷酸铵                        30％～50％；
所述第一种共聚聚丙烯的熔融指数为0.2g/10min～0.5g/10min；所述第二种共聚聚丙烯的熔融指数为1g/10min～3g/10min；所述受阻酚热稳定剂是1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1-3-5-三嗪-2，4，6(1H，3H，5H)-三酮；所述硫代酯热稳定剂是硫代二丙酸二十八酯；所述金属钝化剂是3-水杨酰胺基-1，2，4-三氮唑；所述磷酸酯加工稳定剂是三(2，4-二叔丁基)亚磷酸苯酯；所述聚磷酸铵符合下列通式：
Figure A2009100313880002C1
式中，n和m之和大于或等于1000；R1代表NH4、碳原子数为1～10的伯胺的胺基去除一个氢原子后的残基、或者碳原子数为1～10的仲胺的胺基去除一个氢原子后的残基。
2、根据权利要求1所述的无卤阻燃聚丙烯材料，其特征在于：所述R1代表三聚氰胺、吗啉、哌啶或哌嗪的胺基去除一个氢原子后的残基。
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