CN101831109A - 无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜 - Google Patents
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Abstract
无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜，它涉及膨胀阻燃聚丙烯薄膜。本发明解决现有膨胀阻燃聚丙烯薄膜对环境不友好，及阻燃效率低的问题。本发明聚丙烯薄膜按重量份由聚丙烯68～77份、无卤膨胀阻燃剂20～32份、加工助剂1份和抗滴落剂0～0.08份制成；无卤膨胀阻燃剂由三嗪系成炭-发泡剂、聚磷酸铵和乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒组成。聚丙烯薄膜的氧指数为21.7％～30.6％，燃烧等级达UL-94VTM-0级，拉伸强度13.12～18.43MPa，撕裂强度25.67～32.98kN/m，断裂伸长率200％～256.4％，既有优异的阻燃性能又保持薄膜优良的力学性能，且燃烧时发烟量小、低毒环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种膨胀阻燃聚丙烯薄膜。
背景技术
聚丙烯薄膜应用十分广泛。但由于聚丙烯本身阻燃性能差，其氧指数(LOI)仅为17，而且薄膜厚度非常小，导致聚丙烯薄膜更易燃烧，从而限制了其在变压器、印刷电路板、电子电器包装领域的应用。因为聚丙烯是非极性材料，与极性较强的阻燃剂相容性很差。对聚丙烯进行改性处理一方面可以提高其阻燃性，另一方面又可以引进一些极性集团，有利于增大极性阻燃剂的填充量，制备出高性能的阻燃薄膜。目前常用的改性方法：一、基体树脂共混改性：即向利用带有极性集团的聚合物与聚丙烯共混，以提高聚丙烯与阻燃剂的相容性，达到提高材料阻燃性能的目的。例如用EVA对聚丙烯进行改性，增加PP与阻燃剂的相容性。目前研究用于共混改性的树脂有：乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯-丙烯丁酸共聚物(EBA)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)和三元乙丙橡胶(EPDM)等。二、基体树脂接枝改性：即使聚丙烯分子链上接上极性集团，从而可以改善树脂与阻燃剂的亲和性，使复合材料的机械性能大幅度提高。通过采用挤出熔融接枝法使PP大分子链上分别接枝马来酸酐(MAH)等极性单体接枝改性。三、基体树脂交联改性：即在物理、机械或化学交联剂的作用下，使聚乙烯大分子主链间发生化学键合作用，从而形成网状高分子链缠结构，改善材料的综合性能。
为了解决聚丙烯易燃性，一般是往其中添加阻燃剂，近些年来随着环保的要求，人们开始研究寻找适用于高分子材料阻燃的无卤、低烟、低毒、环保高效阻燃剂。无卤膨胀阻燃剂就是在这样的情况下被提出，并得到了高度重视，成为最为活跃的阻燃研究领域之一。膨胀型阻燃剂(IFR)是近年来开发的以磷、氮为主要组成的阻燃剂，含这类阻燃剂的材料受热时，表面能形成一层致密泡沫炭层，起到隔热、隔氧、抑烟，又能防止熔滴，具有良好的阻燃性能。该体系一般由三个部分组成：酸源、炭源和气源。传统IFR多以聚磷酸铵(APP)、多元醇如PER及三聚氰胺(MEL)复合组成。当APP受热分解时，生成具有脱水作用的磷酸和焦磷酸，使多元醇酯化，脱水炭化，反应产生的水蒸气和氨气一起形成一层多孔炭层，使炭层膨胀在凝聚相达到阻燃目的。
但是传统卤系阻燃聚丙烯PP对环境和人体造成危害，而且得到的聚丙烯薄膜材料的阻燃效率低。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有膨胀阻燃聚丙烯薄膜对环境不友好，及阻燃效率低的问题，本发明提供了一种无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜。
本发明的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜按重量份由聚丙烯68～77份、无卤膨胀阻燃剂20～32份、抗滴落剂0～0.08份和加工助剂1份制成；其中无卤膨胀阻燃剂由三嗪系成炭—发泡剂、聚磷酸铵和乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒组成，其中三嗪系成炭—发泡剂与聚磷酸铵的质量比为1∶2～5，三嗪系成炭—发泡剂与乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒的质量比为1∶0.5～1.5；乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒中乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物与有机蒙脱土的质量比为0.4～2.5∶1；加工助剂由抗氧剂1010、N，N-乙撑双硬脂酸酰胺和聚丙烯蜡按3∶3∶4的重量比组成。
本发明中抗滴落剂为聚四氟乙烯粉末；无卤膨胀阻燃剂中的协效剂为乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土(EMH-MMT)，聚磷酸铵为有机改性改性聚磷酸铵，三嗪系成炭—发泡剂(CFA)的分子结构式为：
本发明的无卤膨胀阻燃剂包含新型高效成碳剂(CFA)、高相容性的APP和以乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土为协效剂，该协效剂含有纳米分散有机蒙脱土MMT，在提高阻燃效果的同时可以对材料起到增强力学性能的作用，这是其他膨胀阻燃体系所不具备的。协效剂中的乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物的作用有两个：一是插层有机蒙脱土，使有机蒙脱土片层被剥离，得到纳米分散的蒙脱土片层，从而起到更好地协效作用；二是提高界面相容性，提高无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜的力学性能。
本发明解决了传统卤系阻燃聚丙烯材料对环境和人体造成的危害，实现了环境友好型的阻燃聚丙烯材料；同时解决了无卤膨胀阻燃剂对聚丙烯薄膜存在的阻燃效率低等问题。本发明无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜燃烧时发烟量小、低毒环保。而且本发明的新型无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜既有优异的阻燃性能又保持了材料优良的物理机械性能。
本发明的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜按照GB/T-2406-93《非自支撑材料试验标准》测得的氧指数为21.7％～30.6％；按照GBT2408-1996《UL-94薄式样测试标准》进行的垂直燃烧0.2mm实验知，本发明的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜可达到VTM-0级；按GB/T13022-91《塑料薄膜拉伸性能试验方法》进行测得的拉伸强度为13.12～18.43MPa；按GB/T16578-1996《塑料薄膜和薄片耐撕裂性能实验方法》进行测试得撕裂强度为25.67～32.98kN/m，断裂伸长率达200％～256.4％。
本发明的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜是将聚丙烯、乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物(EMH)插层有机蒙脱土(MMT)母粒、无卤膨胀阻燃剂和抗滴落剂混合均匀后通过双螺杆挤出机挤出造粒后，再利用流延薄膜机或者吹膜机等加工设备制膜即得。该薄膜料与卤素阻燃聚烯烃制品相比，达到了绿色环保的效果；与其它膨胀阻燃聚烯烃材料比较，由于其具有阻燃效率高，而且具有较好的耐水性。因此本发明的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜是一种可广泛应用的薄膜材料，在变压器、印刷电路板、电子电器包装领域具有很好的应用前景。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜按重量份由聚丙烯68～77份、无卤膨胀阻燃剂20～32份、抗滴落剂0～0.08份和加工助剂1份制成；其中无卤膨胀阻燃剂由三嗪系成炭—发泡剂、聚磷酸铵和乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒组成，其中三嗪系成炭—发泡剂与聚磷酸铵的质量比为1∶2～5，三嗪系成炭—发泡剂与乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒的质量比为1∶0.5～1.5；乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒中乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物与有机蒙脱土的质量比为0.4～2.5∶1；加工助剂由抗氧剂1010、N，N-乙撑双硬脂酸酰胺和聚丙烯蜡按3∶3∶4的重量比组成。
本实施方式的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜燃烧时发烟量小、低毒环保。
本实施方式的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜的氧指数为21.7％～30.6％，0.2mm薄膜垂直燃烧实验知燃烧等级达UL-94 VTM-0级，拉伸强度为13.12～18.43MPa，撕裂强度为25.67～32.98kN/m，断裂伸长率达200％～256.4％。既有优异的阻燃性能又保持了材料优良的物理机械性能。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是聚丙烯为均聚聚丙烯或者共聚聚丙烯，分子量为280000～300000。其它参数与具体实施方式一相同。
本实施方式中聚丙烯为为大庆华科公司生产的聚丙烯粉料，其MFR(熔体流动速率)为3.5g/10min。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是抗滴落剂为聚四氟乙烯粉末。其它参数与具体实施方式一或二相同。
本实施方式中抗滴落剂为市售产品。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一、二或三不同的是无卤膨胀阻燃剂中的三嗪系成炭—发泡剂(CFA)的分子结构式为：
本实施方式的三嗪系成炭—发泡剂(CFA)通过现有公开技术可以制备得到。最佳的三嗪系成炭—发泡剂(CFA)是采用申请号为200710071927.4，公开日为2007年3月23日的中国发明专利《三嗪系齐聚物及其合成方法》中公开的方法制备得到。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是无卤膨胀阻燃剂中的聚磷酸铵为有机改性聚磷酸铵。其它参数与具体实施方式一至四之一相同。
本实施方式的聚磷酸铵采用接枝的方法在其分子结构上增加了烷烃链，提高了其与高聚物基体的相容性，有利于提高膨胀阻燃聚丙烯薄膜的阻燃性能和力学性能。
本实施方式最佳的有机改性聚磷酸铵是采用申请号为200910072212.X，公开日为2009年6月8日公开的中国发明专利《改性聚磷酸铵的方法》公开的方法改性得到的。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒的制备方法为将乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物与有机蒙脱土按质量比为0.4～2.5∶1的比例混合，然后经双螺杆挤出机挤出造粒，即得。其它参数与具体实施方式一至五之一相同。
本实施方式中乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物和有机蒙脱土均为市售产品。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜按重量份由聚丙烯72～77份无卤膨胀阻燃剂、20～25份和1份加工助剂。其它参数与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜按重量份由聚丙烯72～77份、无卤膨胀阻燃剂20～25份、抗滴落剂0.02～0.08份和1份加工助剂制成。其它参数与具体实施方式一至六之一相同。
本实施方式添加抗滴落剂后，得到的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜的氧指数为27.6％～30.6％，厚度为0.2mm无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜的垂直燃烧级别可达到UL-94 VTM-0级，拉伸强度为16.12～18.43MPa，撕裂强度为30.74～32.98kN/m，断裂伸长率达240.5％～256.4％。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是无卤膨胀阻燃剂由三嗪系成炭—发泡剂、聚磷酸铵和乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒组成，其中三嗪系成炭—发泡剂与聚磷酸铵的质量比为1∶2～4，三嗪系成炭—发泡剂与乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒的质量比为1∶0.8～1.2；乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒中乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物与有机蒙脱土的质量比为1～2∶1。其它参数与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是无卤膨胀阻燃剂由三嗪系成炭—发泡剂、聚磷酸铵和乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒组成，其中三嗪系成炭—发泡剂与聚磷酸铵的质量比为1∶2，三嗪系成炭—发泡剂与乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒的质量比为1∶1；乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒中乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物与有机蒙脱土的质量比为1.18∶1。其它参数与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜按重量份由聚丙烯76.63份、无卤膨胀阻燃剂22.37份和加工助剂1份制成；其中无卤膨胀阻燃剂由三嗪系成炭—发泡剂(CFA)6.33份、聚磷酸铵(APP)12.67份和乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土(EMH-MMT)母粒3.37份组成；乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒由乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物2.37份和有机蒙脱土1份制成，加工助剂由抗氧剂1010、N，N-乙撑双硬脂酸酰胺和聚丙烯蜡按3∶3∶4的重量比组成。
本实施方式中乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物(EMH)插层有机蒙脱土(MMT)母粒是将2.37份EMH和1份MMT混合后经双螺杆挤出机挤出造粒得到。
本实施方式中CFA的分子结构式为：
本实施方式的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜的制备方法为：用高速混料机将聚丙烯76.63份、三嗪系成炭—发泡剂(CFA)6.33份、聚磷酸铵(APP)12.67份和乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土(EMH-MMT)母粒3.37份混合均匀后，使用双螺杆挤出机挤出造粒，再使用流延薄膜机制备成薄膜。并按照测试标准切割成各种检测所需的试样。分别按照GB/T-2406-93《非自支撑材料试验标准》进行氧指数测试，按照GBT2408-1996《UL-94薄式样测试标准》进行的垂直燃烧测试燃烧指数，按GB/T13022-91《塑料薄膜拉伸性能试验方法》进行拉伸强度的测试，及按GB/T16578-1996《塑料薄膜和薄片耐撕裂性能实验方法》进行撕裂强度测试。测试结果如表1所示。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式十一不同的是其中无卤膨胀阻燃剂由三嗪系成炭—发泡剂(CFA)6.0份、聚磷酸铵(APP)12.0份和乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土(EMH-MMT)母粒4.37份组成；乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒由乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物2.37份和有机蒙脱土2份制成。其它参数与具体实施方式十一相同。
本实施方式中乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物(EMH)插层有机蒙脱土(MMT)母粒是将2.37份EMH和2份MMT混合后经双螺杆挤出机挤出造粒得到。
本实施方式按照具体实施方式十一中所述的国家标准对无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜进行测试，测试结果如表1所示。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式十一不同的是其中无卤膨胀阻燃剂由三嗪系成炭—发泡剂(CFA)5.67份、聚磷酸铵(APP)11.33份和乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土(EMH-MMT)母粒5.37份组成；乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒由乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物2.37份和有机蒙脱土3份制成。其它参数与具体实施方式十一相同。
本实施方式中乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物(EMH)插层有机蒙脱土(MMT)母粒是将2.37份EMH和3份MMT混合后经双螺杆挤出机挤出造粒得到。
本实施方式按照具体实施方式十一中所述的国家标准对无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜进行测试，测试结果如表1所示。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式十一不同的是其中无卤膨胀阻燃剂由三嗪系成炭—发泡剂(CFA)5.33份、聚磷酸铵(APP)10.67份和乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土(EMH-MMT)母粒6.37份组成；乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒由乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物2.37份和有机蒙脱土4份制成。其它参数与具体实施方式十一相同。
本实施方式中乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物(EMH)插层有机蒙脱土(MMT)母粒是将2.37份EMH和4份MMT混合后经双螺杆挤出机挤出造粒得到。
本实施方式按照具体实施方式十一中所述的国家标准对无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜进行测试，测试结果如表1所示。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式十一不同的是其中无卤膨胀阻燃剂由三嗪系成炭—发泡剂(CFA)5.0份、聚磷酸铵(APP)10.0份和乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土(EMH-MMT)母粒7.37份组成；乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒由乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物2.37份和有机蒙脱土5份制成。其它参数与具体实施方式十一相同。
本实施方式中乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物(EMH)插层有机蒙脱土(MMT)母粒是将2.37份EMH和5份MMT混合后经双螺杆挤出机挤出造粒得到。
本实施方式按照具体实施方式十一中所述的国家标准对无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜进行测试，测试结果如表1所示。
表1是具体实施方式十一至十五的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜的性能测试结果。
表1
| 具体实施方式 | 拉伸强度(MPa) | 撕裂强度(kN/m) | 断裂伸长率(％) | 氧指数(％) | 垂直燃烧(厚度0.2mm) |
| 十一 | 13.12 | 25.67 | 258.8 | 21.7 | NoRating |
| 十二 | 13.77 | 26.51 | 248.2 | 22.7 | NoRating |
| 十三 | 14.53 | 26.90 | 256.4 | 23.3 | VTM-2 |
| 十四 | 15.80 | 30.35 | 244.5 | 25.1 | VTM-2 |
| 十五 | 16.12 | 31.89 | 253.5 | 27.6 | VTM-2 |
由表1可知，随着乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土用量的增加，无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜的力学性能和阻燃效果均增加。
具体实施方式十六：本实施方式无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜按重量份由聚丙烯74.69份、无卤膨胀阻燃剂24.31份和加工助剂1份制成；其中无卤膨胀阻燃剂由三嗪系成炭—发泡剂(CFA)5.67份、聚磷酸铵(APP)11.33份和乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土(EMH-MMT)母粒7.31份组成；乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒由乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物2.31份和有机蒙脱土5份制成，加工助剂由抗氧剂1010、N，N-乙撑双硬脂酸酰胺和聚丙烯蜡按3∶3∶4的重量比组成。
本实施方式中乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物(EMH)插层有机蒙脱土(MMT)母粒是将2.31份EMH和5份MMT混合后经双螺杆挤出机挤出造粒得到。
本实施方式中聚磷酸铵为有机改性改性聚磷酸铵，聚磷酸铵采用接枝的方法在其分子结构上增加了烷烃链，提高了其与高聚物基体的相容性，有利于提高膨胀阻燃聚丙烯薄膜的阻燃性能和力学性能。
本实施方式中CFA的分子结构式为：
本实施方式按照具体实施方式十一中所述的国家标准对无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜进行测试，测试结果如表2所示。
具体实施方式十七：本实施方式无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜按重量份由聚丙烯72.75份、无卤膨胀阻燃剂26.25份和加工助剂1份制成；其中无卤膨胀阻燃剂由三嗪系成炭—发泡剂(CFA)6.33份、聚磷酸铵(APP)12.67份和乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土(EMH-MMT)母粒7.25份组成；乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒由乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物2.25份和有机蒙脱土5份制成，加工助剂由抗氧剂1010、N，N-乙撑双硬脂酸酰胺和聚丙烯蜡按3∶3∶4的重量比组成。
本实施方式中乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物(EMH)插层有机蒙脱土(MMT)母粒是将2.25份EMH和5份MMT混合后经双螺杆挤出机挤出造粒得到。
本实施方式中聚磷酸铵为具体实施方式十六中所述的有机改性改性聚磷酸铵。
本实施方式中CFA的分子结构式为：
本实施方式按照具体实施方式十一中所述的国家标准对无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜进行测试，测试结果如表2所示。
具体实施方式十八：本实施方式无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜按重量份由聚丙烯70.81份、无卤膨胀阻燃剂28.19份和加工助剂1份制成；其中无卤膨胀阻燃剂由三嗪系成炭—发泡剂(CFA)7.0份、聚磷酸铵(APP)14.0份和乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土(EMH-MMT)母粒7.19份组成；乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒由乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物2.19份和有机蒙脱土5份制成，加工助剂由抗氧剂1010、N，N-乙撑双硬脂酸酰胺和聚丙烯蜡按3∶3∶4的重量比组成。
本实施方式中乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物(EMH)插层有机蒙脱土(MMT)母粒是将2.19份EMH和5份MMT混合后经双螺杆挤出机挤出造粒得到。
本实施方式中聚磷酸铵为具体实施方式十六中所述的有机改性改性聚磷酸铵。
本实施方式中CFA的分子结构式为：
本实施方式按照具体实施方式十一中所述的国家标准对无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜进行测试，测试结果如表2所示。
具体实施方式十九：本实施方式无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜按重量份由聚丙烯68.87份、无卤膨胀阻燃剂30.13份和加工助剂1份制成；其中无卤膨胀阻燃剂由三嗪系成炭—发泡剂(CFA)7.67份、聚磷酸铵(APP)15.33份和乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土(EMH-MMT)母粒7.13份组成；乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒由乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物2.13份和有机蒙脱土5份制成，加工助剂由抗氧剂1010、N，N-乙撑双硬脂酸酰胺和聚丙烯蜡按3∶3∶4的重量比组成。
本实施方式中乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物(EMH)插层有机蒙脱土(MMT)母粒是将2.13份EMH和5份MMT混合后经双螺杆挤出机挤出造粒得到。
本实施方式中聚磷酸铵为具体实施方式十六中所述的有机改性改性聚磷酸铵。
本实施方式中CFA的分子结构式为：
本实施方式按照具体实施方式十一中所述的国家标准对无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜进行测试，测试结果如表2所示。
表2是具体实施方式十六至具体实施方式十九的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜的性能测试结果。
表2
| 具体实施方式 | 拉伸强度(MPa) | 屈服强度(kN/m) | 断裂伸长率(％) | 氧指数(％) | 垂直燃烧(厚度0.2mm) |
| 十六 | 17.88 | 30.01 | 250.4 | 28.1 | VTM-2 |
| 十七 | 18.05 | 29.54 | 230.5 | 28.8 | VTM-2 |
| 十八 | 17.32 | 28.35 | 227.8 | 29.5 | VTM-2 |
| 十九 | 16.54 | 27.82 | 200.0 | 30.6 | VTM-0 |
具体实施方式十六至十九中，随着聚丙烯用量的减少，无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜的力学性能(拉伸强度、屈服强度和断裂伸长率)有所降低，但是阻燃效果变好，氧指数达到28.1％～30.6％，0.2mm厚的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜的垂直燃烧试验可达到燃烧级别UL-94 VTM-0级。因此可根据具体应用情况进行各组分含量的确定。如果实际应用中侧重阻燃性，则选择阻燃效果好的组分及成分，如具体实施方式十九所述的方案；如果在阻燃性达到一定级别后跟侧重力学性能，则可选择具体实施方式十七所述的方案。
具体实施方式二十：本实施方式无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜按重量份由聚丙烯76.61份、无卤膨胀阻燃剂22.37份、抗滴落剂0.02份和加工助剂1份制成；其中无卤膨胀阻燃剂由三嗪系成炭—发泡剂(CFA)7.67份、聚磷酸铵(APP)15.33份和乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土(EMH-MMT)母粒7.13份组成；乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒由乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物2.13份和有机蒙脱土5份制成，加工助剂由抗氧剂1010、N，N-乙撑双硬脂酸酰胺和聚丙烯蜡按3∶3∶4的重量比组成。
本实施方式中抗滴落剂为聚四氟乙烯粉末。
本实施方式中乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物(EMH)插层有机蒙脱土(MMT)母粒是将2.13份EMH和5份MMT混合后经双螺杆挤出机挤出造粒得到。
本实施方式中聚磷酸铵为具体实施方式十六中所述的有机改性改性聚磷酸铵。
本实施方式中CFA的分子结构式为：
本实施方式按照具体实施方式十一中所述的国家标准对无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜进行测试，测试结果如表3所示。
具体实施方式二十一：本实施方式与具体实施方式二十不同的是无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜按重量份由聚丙烯76.59份、无卤膨胀阻燃剂22.37份、抗滴落剂0.04份和加工助剂1份制成。其它参数与具体实施方式二十相同。
本实施方式按照具体实施方式十一中所述的国家标准对无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜进行测试，测试结果如表3所示。
具体实施方式二十二：本实施方式与具体实施方式二十不同的是无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜按重量份由聚丙烯76.57份、无卤膨胀阻燃剂22.37份、抗滴落剂0.06份和加工助剂1份制成。其它参数与具体实施方式二十相同。
本实施方式按照具体实施方式十一中所述的国家标准对无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜进行测试，测试结果如表3所示。
具体实施方式二十三：本实施方式与具体实施方式二十不同的是无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜按重量份由聚丙烯76.55份、无卤膨胀阻燃剂22.37份、抗滴落剂0.08份和加工助剂1份制成。其它参数与具体实施方式二十相同。
本实施方式按照具体实施方式十一中所述的国家标准对无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜进行测试，测试结果如表3所示。
表3是具体实施方式二十至二十三的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜的性能测试结果。
表3
| 具体实施方式 | 拉伸强度(MPa) | 撕裂强度(kN/m) | 断裂伸长率(％) | 氧指数(％) | 垂直燃烧(厚度0.2mm) |
| 二十 | 16.23 | 32.52 | 255.4 | 28.1 | VTM-2 |
| 二十一 | 16.37 | 32.98 | 240.5 | 28.3 | VTM-2 |
| 二十二 | 17.05 | 31.04 | 247.8 | 28.0 | VTM-0 |
| 二十三 | 18.43 | 30.74 | 250.0 | 27.8 | VTM-1 |
由表3可见，添加抗滴落剂后，得到的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜的氧指数为27.6％～30.6％，厚度为0.2mm无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜的垂直燃烧级别可达到UL-94 VTM-0级，拉伸强度为16.12～18.43MPa，撕裂强度为30.74～32.98kN/m，断裂伸长率达240.5％～256.4％。整体性能都比较高。
Claims (9)
1.无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜，其特征在于无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜按重量份由聚丙烯68～77份、无卤膨胀阻燃剂20～32份、抗滴落剂0～0.08份和加工助剂1份制成；其中无卤膨胀阻燃剂由三嗪系成炭—发泡剂、聚磷酸铵和乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒组成，其中三嗪系成炭—发泡剂与聚磷酸铵的质量比为1∶2～5，三嗪系成炭—发泡剂与乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒的质量比为1∶0.5～1.5；乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒中乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物与有机蒙脱土的质量比为0.4～2.5∶1；加工助剂由抗氧剂1010、N，N-乙撑双硬脂酸酰胺和聚丙烯蜡按3∶3∶4的重量比组成。
2.根据权利要求1所述的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜，其特征在于聚丙烯为均聚聚丙烯或者共聚聚丙烯，分子量为280000～300000。
3.根据权利要求1或2所述的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜，其特征在于抗滴落剂为聚四氟乙烯粉末。
4.根据权利要求3所述的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜，其特征在于无卤膨胀阻燃剂中的三嗪系成炭—发泡剂(CFA)的分子结构式为：
式中的m和n为聚合度，m＝n＝200；
X为乙二胺、丁二胺、哌嗪、4-甲基-1，2-环戊二胺或者3-氨甲基环戊胺，Y为乙二胺、丁二胺、哌嗪、4-甲基-1，2-环戊二胺或者3-氨甲基环戊胺。
5.根据权利要求1、2或4所述的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜，其特征在于无卤膨胀阻燃剂中的聚磷酸铵为有机改性聚磷酸铵。
6.根据权利要求5所述的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜，其特征在于无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜按重量份由聚丙烯72～77份、无卤膨胀阻燃剂20～25份和加工助剂1份制成。
7.根据权利要求1、2、4或6所述的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜，其特征在于无卤膨胀阻燃剂由三嗪系成炭—发泡剂、聚磷酸铵和乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒组成，其中三嗪系成炭—发泡剂与聚磷酸铵的质量比为1∶2～4，三嗪系成炭—发泡剂与乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒的质量比为1∶0.8～1.2；乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒中乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物与有机蒙脱土的质量比为1～2∶1。
8.根据权利要求1、2、4或6所述的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜，其特征在于无卤膨胀阻燃剂由三嗪系成炭—发泡剂、聚磷酸铵和乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒组成，其中三嗪系成炭—发泡剂与聚磷酸铵的质量比为1∶2，三嗪系成炭—发泡剂与乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒的质量比为1∶1；乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物插层有机蒙脱土母粒中乙烯—丙烯酸酯—马来酸酐三元共聚物与有机蒙脱土的质量比为1.18∶1。
9.根据权利要求7所述的无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜，其特征在于无卤膨胀阻燃聚丙烯薄膜按重量份由聚丙烯72～77份、无卤膨胀阻燃剂20～25份、抗滴落剂0.02～0.08份和加工助剂1份制成。
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