CN102585375A - 一种聚丙烯专用无卤环保阻燃剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚丙烯专用无卤环保阻燃剂，属于阻燃剂技术领域。该阻燃剂由以下重量份原料制成：包覆型聚磷酸铵45-60、高效成炭剂30-40、协效成炭剂8-12、成炭促进剂3-5、抗滴落剂0.8-1.2、表面活性剂0.5-4，按上述重量份称取原料，将包覆型聚磷酸铵、高效成炭剂、协效成炭剂、成炭促进剂和抗滴落剂加入高速混合机中高速混合，升温至80-120℃，加入表面活性剂，降低温度冷却至40-50℃后粉碎、过筛、包装，即得本发明产品。本发明产品与溴锑体系阻燃剂相比，不含卤素，可使聚丙烯具有更佳的阻燃和力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种阻燃剂，具体是一种应用在聚丙烯中的无卤环保阻燃剂。
背景技术
聚丙烯(PP)是全球产量最大的树脂之一，具有无毒、密度小、易加工、耐化学腐蚀和电绝缘性好等优良性能。它们被广泛用于包装、纺织品、建材、汽车、电子/电器、办公用品等很多行业。特别是近年来，全球聚丙烯市场以年均5％-6％的速度增长。但聚丙烯极易燃烧(氧指数仅为18)，燃烧时会产生强烈的氧化裂解，使分子量下降为初始分子量的1/3～1/4，导致燃烧过程中产生熔滴，极易引起火灾事故，随着人们对安全的要求日益提高，阻燃聚丙烯的开发备受青睐。
目前用于聚丙烯的阻燃剂大多数以卤锑体系阻燃剂为主，但含卤阻燃剂在阻燃过程中产生大量有害气体和烟雾，给人们的生命及财产安全造成了二次危害。1986年欧洲首先发现了多溴二苯醚类物质在燃烧时可能产生四溴代双苯并二噁烷及四溴代双苯并呋喃等致癌物质，危害人类安全和污染环境，因此，欧盟和我国先后颁有了《关于在电子电气设备中禁止使用某些有害物质指令》(简称《RoHS指令》)和《电子信息产品污染控制管理办法》，规定阻燃塑料中所含的多溴联苯和多溴联苯醚的含量不得超过1000ppm。常见的无卤阻燃剂存在阻燃效率低、同聚丙烯的相容性不好等问题，造成达到相对应级别时添加量大，聚合物性能下降严重等问题，造成聚丙烯在很多场合无法大面积推广。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种应用于聚丙烯的无卤环保阻燃剂，阻燃效率高，与聚丙烯相容性好。
本发明的技术方案是：一种聚丙烯专用无卤环保阻燃剂，其特征是，由下述重量份的原料制成：包覆型聚磷酸铵45-60、高效成炭剂30-40、协效成炭剂8-12、成炭促进剂3-5、抗滴落剂0.8-1.2、表面活性剂0.5-4。
本发明的优选技术方案是：一种聚丙烯专用无卤环保阻燃剂，其特征是，由下述重量份的原料制成：包覆型聚磷酸铵47、高效成炭剂38、协效成炭剂10、成炭促进剂4、抗滴落剂1、表面活性剂2。
其中包覆型聚磷酸铵为环氧树脂包覆聚磷酸铵、硅烷包覆聚磷酸铵中的一种。
高效成炭剂为季戊四醇、双季戊四醇、三季戊四醇、聚对苯二甲酰乙二胺、聚2-乙二胺基-4-苯氧基-1，3，5-三嗪、PA6、PA11、膨胀石墨、酚醛树脂中的一种。
协效成炭剂为4A分子筛、纳米蒙脱土、沸石、硅酸铝镁中的一种。
成炭促进剂为氧化锌、氧化镁、氧化镍、硼酸锌中的一种。
抗滴落剂为纯粉型聚四氟乙烯。
表面活性剂为聚甲基苯基硅氧烷。
制备方法：按上述重量份称取原料，将包覆型聚磷酸铵、高效成炭剂、协效成炭剂、成炭促进剂和抗滴落剂加入高速混合机中高速混合，升温至80-120℃，加入表面活性剂，降低温度冷却至40-50℃后粉碎、过筛、包装，得到本发明产品。
本发明的有益效果是：本发明产品应用于聚丙烯中时，由于不含卤素具有环保的特点；应用于聚丙烯中达到相同阻燃级别比溴锑体系有更低的添加量；制得的聚丙烯力学性能高于溴锑阻燃的聚丙烯。
具体实施方式
实施例1
一种应用于聚丙烯的无卤环保阻燃剂，由下述重量份的原料制成：环氧树脂包覆聚磷酸铵47、聚2-乙二胺基-4-苯氧基-1，3，5-三嗪38、纳米蒙脱土10、氧化锌4、纯粉型聚四氟乙烯1、聚甲基苯基硅氧烷2。
制备方法：按上述重量份称取原料，将环氧树脂包覆聚磷酸铵、聚2-乙二胺基-4-苯氧基-1，3，5-三嗪、纳米蒙脱土、氧化锌和纯粉型聚四氟乙烯加入高速混合机中高速混合，升温至85℃，加入聚甲基苯基硅氧烷，降低温度冷却至40℃后粉碎、过筛、包装，得到本发明产品。
将所得的产品无卤环保阻燃剂应用于聚丙烯中，并与溴锑体系的阻燃效果对比，结果如下：
在PP(T30S)中，以23％的本发明阻燃剂和28％的溴锑体系(23％的十溴二苯乙烷和5％的三氧化二锑)分别与聚丙烯、加工助剂混合后使用双螺杆挤出机制备成改性料，用注塑机注塑出标准样片后，测试其各项阻燃和力学性能。结果如表1所示：
表1阻燃聚丙烯(PP)的测试结果
表1实验数据表明，本发明阻燃剂添加量为23％，溴锑体系阻燃剂添加量为28％时，聚丙烯能够达到同样V-0级别的阻燃效果，但是添加本发明阻燃剂的聚丙烯具有更高的力学性能。
实施例2
一种聚丙烯专用无卤环保阻燃剂，由下述重量份的原料制成：环氧树脂包覆聚磷酸铵45、聚对苯二甲酰乙二胺37.8、4A分子筛11、氧化镁5、纯粉型聚四氟乙烯1.2、聚甲基苯基硅氧烷3.5。
制备方法：按上述重量份称取原料，将环氧树脂包覆聚磷酸铵、聚对苯二甲酰乙二胺、4A分子筛、氧化镁和纯粉型聚四氟乙烯加入高速混合机中高速混合，升温至90℃，加入聚甲基苯基硅氧烷，降低温度冷却至45℃后粉碎、过筛、包装，得到本发明产品。
实施例3
一种聚丙烯专用无卤环保阻燃剂，由下述重量份的原料制成：硅烷包覆聚磷酸铵58、三季戊四醇30、硅酸铝镁8、硼酸锌3、纯粉型聚四氟乙烯1、聚甲基苯基硅氧烷4。
制备方法：按上述重量份称取原料，将硅烷包覆聚磷酸铵、三季戊四醇、硅酸铝镁、硼酸锌和纯粉型聚四氟乙烯加入高速混合机中高速混合，升温至120℃，加入聚甲基苯基硅氧烷，降低温度冷却至50℃后粉碎、过筛、包装，得到本发明产品。
实施例4
一种聚丙烯专用无卤环保阻燃剂，由下述重量份的原料制成：硅烷包覆聚磷酸铵47.7、PA640、沸石8、氧化镍3.5、纯粉型聚四氟乙烯0.8、聚甲基苯基硅氧烷2.5。
制备方法：按上述重量份称取原料，将硅烷包覆聚磷酸铵、PA6、沸石、氧化镍和纯粉型聚四氟乙烯加入高速混合机中高速混合，升温至82℃，加入聚甲基苯基硅氧烷，降低温度冷却至42℃后粉碎、过筛、包装，得到本发明产品。
实施例5
一种聚丙烯专用无卤环保阻燃剂，由下述重量份的原料制成：硅烷包覆聚磷酸铵49.2、膨胀石墨38、沸石9、硼酸锌3、纯粉型聚四氟乙烯0.8、聚甲基苯基硅氧烷3。
制备方法：按上述重量份称取原料，将硅烷包覆聚磷酸铵、膨胀石墨、沸石、硼酸锌和纯粉型聚四氟乙烯加入高速混合机中高速混合，升温至115℃，加入聚甲基苯基硅氧烷，降低温度冷却至48℃后粉碎、过筛、包装，得到本发明产品。
Claims (3)
1.一种聚丙烯专用无卤环保阻燃剂，其特征是，由下述重量份的原料制成：包覆型聚磷酸铵45-60、高效成炭剂30-40、协效成炭剂8-12、成炭促进剂3-5、抗滴落剂0.8-1.2、表面活性剂0.5-4；其中包覆型聚磷酸铵为环氧树脂包覆聚磷酸铵、硅烷包覆聚磷酸铵中的一种；高效成炭剂为季戊四醇、双季戊四醇、三季戊四醇、聚对苯二甲酰乙二胺、聚2-乙二胺基-4-苯氧基-1，3，5-三嗪、PA6、PA11、膨胀石墨、酚醛树脂中的一种；协效成炭剂为4A分子筛、纳米蒙脱土、沸石、硅酸铝镁中的一种；成炭促进剂为氧化锌、氧化镁、氧化镍、硼酸锌中的一种；抗滴落剂为纯粉型聚四氟乙烯；表面活性剂为聚甲基苯基硅氧烷。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯专用无卤环保阻燃剂，其特征是，由下述重量份的原料制成：包覆型聚磷酸铵47、高效成炭剂38、协效成炭剂10、成炭促进剂4、抗滴落剂1、表面活性剂2。
3.一种制备权利要求1或2所述聚丙烯专用无卤环保阻燃剂的方法，其特征是，按权利要求1或2所述的重量份称取原料，将包覆型聚磷酸铵、高效成炭剂、协效成炭剂、成炭促进剂和抗滴落剂加入高速混合机中高速混合，升温至80-120℃，加入表面活性剂，降低温度冷却至40-50℃后粉碎、过筛、包装，得到产品。
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